密码学奇妙之旅、01 CFB密文反馈模式、AES标准、Golang代码
CFB密文反馈模式
CFB密文反馈模式属于分组密码模式中的一种。 加密与解密使用同一结构,加密步骤生成用于异或的密钥流。
其弥补了 ECB电子密码本模式 的不足( 明文中的重复排列会反映在密文中,通过删除替换分组可以对明文进行操作 )
其优点是
- 不需要填充。 因为从明文分组到密文分组只需要一次XOR,使用的是前一次密文分组经过加密算法生成的密钥流。
- 解密支持并行。 在已知全部密文分组的情况下,可以对每一部分分组开启多线程进行解密。
- 能够解密任意密文分组。 任意密文分组只与前一个密文分组有关。
其缺点是:
- 加密不支持并行。 任意密文分组只与前一个密文分组有关,所以必须按照一定顺序从头到尾加密。
- 当密文分组某个比特出错时,影响当前明文分组的一个比特位和下一个明文分组的全部比特位。 当密文分组发生改变,通过加密算法生成的密钥流完全改变,导致下一个明文分组不可读。
- 不能抵御重放攻击。 发送人连续使用相同密钥发送密文,黑客可以将新发送密文的后部分分组替换为旧密文的后部分分组( 混入 )。导致接收人收到的消息重复,且无法正确判断是通信错误还是人为攻击( 可用消息认证码判断 )。
代码
注:cipher包内置多个分组密码模式,如 CTR 模式。只需修改创建模式实例的一行代码。
PS C:\Users\小能喵喵喵\Desktop\Go\Cryptography\对称加密\DES_CFB> go run . 获取不到程序运行附加参数 输入字符串:你好,很高兴认识你,这是一段文字。 密钥: woshimima11451410086123456789012 加密后: gjjhI1e25hqMyMaFfoB+uAc1vb8WnlJzS8S6rKnC9H4VNLMdSuM/P3TR8YUjwYdxGbAZkOsndyaK5z3rT52I7rM2c2rK 解密后: 你好,很高兴认识你,这是一段文字。
package main import ( "bufio" "crypto/aes" "crypto/cipher" "crypto/rand" "encoding/base64" "errors" "fmt" "io" "log" "os" ) func main() { cipherKey := []byte("woshimima11451410086123456789012") //32 bit key for AES-256 //cipherKey := []byte("woshimima114514100861234") //24 bit key for AES-192 //cipherKey := []byte("woshimima1145141") //16 bit key for AES-128 reader := bufio.NewReader(os.Stdin) var message string // 如果没有给运行附加参数 if len(os.Args) != 2 { fmt.Printf("\n\t获取不到程序运行附加参数\n") fmt.Printf("\t输入字符串:") message, _ = reader.ReadString('\n') } else { message = os.Args[1] } encrypted, err := encrypt(cipherKey, message) //如果加密失败 if err != nil { //打印错误信息 log.Println(err) os.Exit(-2) } //打印密钥和密文 fmt.Printf("\n\t密钥: %s\n", string(cipherKey)) fmt.Printf("\t加密后: %s\n", encrypted) //解密文本 decrypted, err := decrypt(cipherKey, encrypted) //如果解密失败 if err != nil { log.Println(err) os.Exit(-3) } //打印重新解密的文本: fmt.Printf("\t解密后: %s\n\n", decrypted) } /* *功能:加密 *描述: *此函数接受一个字符串和一个密码密钥,并使用 AES 加密消息 * *参数: *byte[] key : 包含密钥的字节切片 *string message : 包含要加密的消息的字符串 * *返回: *字符串编码:包含编码用户输入的字符串 *错误错误:错误信息 */ func encrypt(key []byte, message string) (encoded string, err error) { //从输入字符串创建字节切片 plainText := []byte(message) //使用密钥创建新的 AES 密码 block, err := aes.NewCipher(key) //如果 NewCipher 失败,退出: if err != nil { return } // ^ 使密文成为大小为 BlockSize + 消息长度的字节切片,这样传值后修改不会更改底层数组 cipherText := make([]byte, aes.BlockSize+len(plainText)) // ^ iv 是初始化向量 (16字节) iv := cipherText[:aes.BlockSize] if _, err = io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil { return } // ^ 加密数据,给定加密算法用的密钥,以及初始化向量 stream := cipher.NewCFBEncrypter(block, iv) stream.XORKeyStream(cipherText[aes.BlockSize:], plainText) //返回以base64编码的字符串 return base64.RawStdEncoding.EncodeToString(cipherText), err } /* *功能:解密 * 描述 : *此函数接受一个字符串和一个密钥,并使用 AES 将字符串解密为纯文本 * * 参数 : *[]byte key : 包含密钥的字节切片 *string secure : 包含加密消息的字符串 * *返回: *string decoded : 包含解密后的字符串 *错误错误:错误信息 */ func decrypt(key []byte, secure string) (decoded string, err error) { //删除 base64 编码: cipherText, err := base64.RawStdEncoding.DecodeString(secure) //如果解码字符串失败,退出: if err != nil { return } //使用密钥和加密消息创建新的 AES 密码 block, err := aes.NewCipher(key) //如果 NewCipher 失败,退出: if err != nil { return } //如果密文的长度小于 16 字节 if len(cipherText) < aes.BlockSize { err = errors.New("密文分组长度太小") return } // ^ iv 是初始化向量 (16字节) iv := cipherText[:aes.BlockSize] cipherText = cipherText[aes.BlockSize:] //解密消息 stream := cipher.NewCFBDecrypter(block, iv) stream.XORKeyStream(cipherText, cipherText) return string(cipherText), err }
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