golang實現aes-cbc-256加密解密過程記錄
我為什麼吃撐了要實現go的aes-cbc-256加密解密功能？
之前的專案是用php實現的，現在準備用go重構，需要用到這個功能，這麼常用的功能上網一搜一大把現成例子，於是基於go現有api分分鐘實現一對加密解密函式，你想得沒錯，一跑就失敗，好了不廢話了，go的aes-cbc實現由兩個限制
1：面臨兩個問題
1：go祕鑰長度必須是16/24/32
go原始碼如下，我們的祕鑰長度是72，不符合啊
// NewCipher creates and returns a new cipher.Block.
// The key argument should be the AES key,
// either 16, 24, or 32 bytes to select
// AES-128, AES-192, or AES-256.
func
NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) {
k := len(key)
switch
k {
default
:
return
nil, KeySizeError(k)
case
16
,
24
,
32
:
break
}
return
newCipher(key)
}
2：go根本不支援256位的aes-cbc加密解密
好脾氣的我再次貼一下go的相關原始碼，赫然寫著const BlockSize = 16，還他媽是個常量，也就是說go一次只能加密16*8=128位，我的php256位怎麼遷移
const
BlockSize =
16
//你一眼就看到這麼帥的我
type
aesCipherAsm
struct
{
aesCipher
}
var
useAsm = cipherhw.AESGCMSupport()
func
newCipher(key []byte) (cipher.Block, error) {
if
!useAsm {
return
newCipherGeneric(key)
}
n := len(key) +
28
c := aesCipherAsm{aesCipher{
make
([]uint32, n),
make
([]uint32, n)}}
rounds :=
10
switch
len(key) {
case
128
/
8
:
rounds =
10
case
192
/
8
:
rounds =
12
case
256
/
8
:
rounds =
14
}
expandKeyAsm(rounds, &key[
0
], &c.enc[
0
], &c.dec[
0
])
if
hasGCMAsm() {
return
&aesCipherGCM{c}, nil
}
return
&c, nil
}
func
(c *aesCipherAsm) BlockSize() int {
return
BlockSize }
func
(c *aesCipherAsm) Encrypt(dst, src []byte) {
if
len(src) < BlockSize {
panic(
"crypto/aes: input not full block"
)
}
if
len(dst) < BlockSize {
panic(
"crypto/aes: output not full block"
)
}
encryptBlockAsm(len(c.enc)/
4
-
1
, &c.enc[
0
], &dst[
0
], &src[
0
])
}
func
(c *aesCipherAsm) Decrypt(dst, src []byte) {
if
len(src) < BlockSize {
panic(
"crypto/aes: input not full block"
)
}
if
len(dst) < BlockSize {
panic(
"crypto/aes: output not full block"
)
}
decryptBlockAsm(len(c.dec)/
4
-
1
, &c.dec[
0
], &dst[
0
], &src[
0
])
}
2：哥開始思考了
問題一個個擊破，想辦法看能不能繞過去，由於是在NewCipher的時候對必要長度做了限制，我自己new不就行了，一看傻眼了，只有介面是public，實現物件都是private的，要想例項化物件只能通過NewCipher，繞不過去啊，大不了我把你的原始碼拷出來，自己在改改，再次衝進go原始碼，並複製了出來，給個位看看先
//加密實現
TEXT ·encryptBlockAsm(SB),NOSPLIT,$
0
MOVQ nr+
0
(FP), CX
666
...
Lenc256:
666
...
Lenc196:
MOVUPS
0
(AX), X1
666
...
Lenc128:
MOVUPS
0
(AX), X1
666
..
RET
//解密實現
// func decryptBlockAsm(nr int, xk *uint32, dst, src *byte)
TEXT ·decryptBlockAsm(SB),NOSPLIT,$
0
MOVQ nr+
0
(FP), CX
666
...
Ldec256:
MOVUPS
0
(AX), X1
666
...
Ldec196:
MOVUPS
0
(AX), X1
666
...
Ldec128:
MOVUPS
0
(AX), X1
666
...
RET
//通過key和iv初始化加密解密所需的資料結構
// func expandKeyAsm(nr int, key *byte, enc, dec *uint32) {
// Note that round keys are stored in uint128 format, not uint32
TEXT ·expandKeyAsm(SB),NOSPLIT,$
0
MOVQ nr+
0
(FP), CX
JE Lexp_enc196
//完全不知道是兩個什麼鬼命令
JB Lexp_enc128
//同上，所以說是兩個鬼命令
Lexp_enc256:
MOVUPS
16
(AX), X2
666
...
首長：同志們，跟我一起喊：原始碼在手，天下我有，666...
小弟：大哥，這原始碼好像有點不對勁啊
我去：彙編，強做鎮靜，先找一下相關資料，好久沒研究彙編的我，再次研究起了彙編，找了一些資料：ofollow,noindex" target="_blank">https://juejin.im/entry/5a39d646f265da431a435476 ，資料不錯就是看不懂
把部分程式碼拷出來，試著改了一下彙編程式碼，運行了一下，沒成功
其實go也有非彙編實現的go程式碼，但每次也是加密16位元組，不符合要求，我要每次處理32位元組的原始碼，之後還嘗試過把NewCipher出的物件包一層，讓BlockSize()返回32，自然也是不行
第一階段以失敗告終
3：想用go調PHP
人有多大膽，go調毛PHP啊，上網一搜還真有這麼一位大膽的大神，實現了go調PHP：https://github.com/deuill/go-php ，小弟我感覺像是找到寶了，搞過來一跑，你還別說真成功了，當我看到go調PHP輸出hello world得那一刻，淚牛滿面，方案就這麼定了：go調php實現aes-cbc-256加密解密
以上成功只是幻想，其實是go調c成功了，並不興奮，調php並沒有，滿電腦沒找到libphp.so，原來在編譯php的時候沒有生成這個lib庫，go調php就是想把php實現編譯到你的程式中讓你呼叫，於是又開始找資料，找到這個：https://github.com/taowen/go-php ，好熟悉的名字，這是我們公司的大神陶師傅啊，鄭重宣告：大神可是帶我做過專案的。於是厚著臉皮向大神請教，大神說不建議用go調PHP，這條路不太靠譜，建議直接rpc呼叫，當我告訴大神我的需求和go的現狀時，大神建議：把程式碼從標準庫拷出來，兩邊對照著除錯，你是大神還是我是大神，讓我用go把c的aes-cbc-256從新實現，我怎麼可能做得到！當然你是大神，我照做
4：golang實現aes-cbc-256加密解密正式開始
第一步看PHP原始碼。按照入口一步步看下去，主要是以下幾個函式
mcrypt_module_open
mcrypt_generic_init
mcrypt_generic
mdecrypt_generic
實現都在PHP的擴充套件模組mcrypt中，這個模組也是隻是對另一標準庫的封裝，地址：https://sourceforge.net/projects/mcrypt/files/Libmcrypt/ ，於是把程式碼下下來看，程式碼還挺多，由於我只需要實現aes-cbc-256，其他的直接略過，最終發現我只需要關注兩個檔案：modules/algorithms/rijndael-256.c，modules/modes/cbc.c，各位觀眾有沒有發現這個標準庫的命名很給力，幾遍下來發現並不複雜，總共程式碼不到600+行，於是將程式碼複製過來，開始將c語言翻譯成go語言，很是小心翼翼，一回兒的功夫就翻譯完了（其實用了兩個多小時），翻譯很快那是相對debug階段來說的，一加密發現不對，也不知道錯在哪，程式碼都快看吐了，都沒發現問題，於是只好按照大神說的兩邊對比除錯，c語言已經兩年多沒搞了，於是安裝了Clion，簡單研究了一下，由於之前是搞windows的，mac上也沒搞過，還好挺好用，開始也是編譯不過，於是簡單複習了一下c語言，最後終於跑通了，由於libmcrypt的實現到處都是指標，很多資料都看不到，只能打印出來看，後來發現，祕鑰長度搞錯了，我是傳的32，其實祕鑰長度是這麼計算的
//獲取加密key長度
func
getKeySize(size int) int {
for
_, val :=
range
keySizes {
if
size <= val {
return
val
}
}
return
BLOCK_SIZE
}
搞了好久終於解決了加密問題，我那個喜啊（聽不懂就當是方言吧），真的特別有成就感，然後就開始搞解密，發現不對，又是半天找不到原因，在這個過程中又找了一個庫：https://github.com/mfpierre/go-mcrypt ，這個庫實現了go的各種加密解密，其實只是對c標準庫mcrypt的封裝，考慮到線上環境不一定有，或是環境不一樣，就沒考慮這個庫，我他媽褲子都脫了（實現了一半加密），你讓我放棄。還有這個庫幹嘛要對祕鑰長度進行限制，標準庫本身沒有任何限制好不好。
5：含著淚也要解決問題
實現完加密的時候，我就向大神吹牛說，我已經實現，現在解密沒解決，怎麼辦？
又是一陣看程式碼，沒發現任何問題，只好使出終極殺手鐗：單步對比除錯，其實之前已經發現static word32 rtable[256];初始化不對了，為什麼加密能成解密就不行，這個變數還真是隻在解密用到，同步對比除錯終於發現了問題，一個go語言不同於c語言的問題，且看下面這個函式：
//c語言實現
static
byte bmul(byte x, byte y)
{
if
(x && y)
return
ptab[(ltab[x] + ltab[y]) % 255];
else
return
0;
}
bmul(200,200) == 145
//go語言實現
func bmul(x, y byte) byte {
if
x > 0 && y > 0 {
return
ptab[(ltab[x]+ltab[y])%255]
}
return
0
}
bmul(200,200) == 144
朋友們啊，看到區別沒有，前面說了，我是把c語言直接翻譯成go語言的，但是c語言和go語言不一樣啊，兩個完全一樣的函式，竟然不一樣，c語言400%255=145好理解，go怎麼就變成144了呢，200+200=144，我們來看看400的二進位制表示110010000，去掉最前面的1，就是010010000，剛好144，也就是說c語言byte超過了255根本沒關係，而go超過了255就給截斷了，說好的網際網路時代的c語言呢！