Go语言代码实现数字签名过程

一、数字签名流程图

二、实现场景描述

直接使用百度百科中关于数字签名的应用例子，如下：

假如现在 Alice 向 Bob 传送数字信息，为了保证信息传送的保密性、真实性、完整性和不可否认性，需要对传送的信息进行数字加密和签名，其传送过程为：

1.Alice 准备好要传送的数字信息（明文）；

2.Alice 对数字信息进行哈希运算，得到一个信息摘要；

3.Alice 用自己的私钥对信息摘要进行加密得到 Alice 的数字签名，并将其附在数字信息上；

4.Alice 随机产生一个加密密钥，并用此密码对要发送的信息进行加密，形成密文；

5.Alice 用 Bob 的公钥对刚才随机产生的加密密钥进行加密，将加密后的 DES 密钥连同密文一起传送给Bob；

6.Bob 收到 Alice 传送来的密文和加密过的 DES 密钥，先用自己的私钥对加密的 DES 密钥进行解密，得到 Alice随机产生的加密密钥；

7.Bob 然后用随机密钥对收到的密文进行解密，得到明文的数字信息，然后将随机密钥抛弃；

8.Bob 用 Alice 的公钥对 Alice 的数字签名进行解密，得到信息摘要；

9.Bob 用相同的哈希算法对收到的明文再进行一次哈希运算，得到一个新的信息摘要；

10.Bob 将收到的信息摘要和新产生的信息摘要进行比较，如果一致，说明收到的信息没有被修改过。

假定Alice和Bob都已知对方的公钥。

以上过程使用的技术：

1、哈希运算：Go语言可以使用sha256哈希运算包将明文信息运算为256为位的哈希值，该值不可逆且唯一。

2、对称加密：使用DES对称加密对明文进行加密。

3、非对称加密：这里使用RSA非对称加密实现数字签名。

三、实现代码

1、DES对称加密代码如下：

package encrypimport ("bytes""crypto/des""crypto/cipher"
)func padding(src []byte,blocksize int) []byte {n:=len(src)padnum:=blocksize-n%blocksizepad:=bytes.Repeat([]byte{byte(padnum)},padnum)dst:=append(src,pad...)return dst
}func unpadding(src []byte) []byte {n:=len(src)unpadnum:=int(src[n-1])dst:=src[:n-unpadnum]return dst
}func EncryptDES(src []byte,key []byte) []byte {block,_:=des.NewCipher(key)src=padding(src,block.BlockSize())blockmode:=cipher.NewCBCEncrypter(block,key)blockmode.CryptBlocks(src,src)return src
}func DecryptDES(src []byte,key []byte) []byte {block,_:=des.NewCipher(key)blockmode:=cipher.NewCBCDecrypter(block,key)blockmode.CryptBlocks(src,src)src=unpadding(src)return src
}

2、RSA非对称加密代码如下：

package encrypimport ("crypto/rand"  "crypto/rsa"  "crypto/x509"  "encoding/pem"  "errors"
)var privateKey = []byte(`
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----
`) var publicKey = []byte(`
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDfw1/P15GQzGGYvNwVmXIGGxea
8Pb2wJcF7ZW7tmFdLSjOItn9kvUsbQgS5yxx+f2sAv1ocxbPTsFdRc6yUTJdeQol
DOkEzNP0B8XKm+Lxy4giwwR5LJQTANkqe4w/d9u129bRhTu/SUzSUIr65zZ/s6TU
GQD6QzKY1Y8xS+FoQQIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
`) // 加密
func RsaEncrypt(origData []byte) ([]byte, error) {  //解密pem格式的公钥  block, _ := pem.Decode(publicKey)  if block == nil {  return nil, errors.New("public key error")  }  // 解析公钥  pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)  if err != nil {  return nil, err  }  // 类型断言  pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)  //加密  return rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, pub, origData)
}  // 解密
func RsaDecrypt(ciphertext []byte) ([]byte, error) {  //解密  block, _ := pem.Decode(privateKey)  if block == nil {  return nil, errors.New("private key error!")  }  //解析PKCS1格式的私钥  priv, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)  if err != nil {  return nil, err  }  // 解密  return rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, priv, ciphertext)
}

3、服务器端Alice发送信息代码：

package main import ("encryp""crypto/sha256""fmt"
)type sgTure struct{info []byte   //数字信息(加密)sginfo []byte //签名信息 randKey string //对称加密的密钥，随机生成
}func main() {//发送的信息,Bob,你欠我的500元钱不用还了info:="hello,Bob,don't still owe me 500 yuan money"//将信息生成信息摘要data := []byte(info)sat:=sha256.Sum256(data)//用私钥对摘要进行加密,生成数字签名sginfo:=encryp.RsaEncrypt(sat)//将明文信息用随机密钥进行加密randkey=getRandStr()info:=encryp.EncryptDES(data,randkey)//以上信息打包发送给Bobsgture:=sgTure{info,sginfo:sginfo,randKey:randkey}sendToBob(sgture)
}

4、客户端Bob接收信息代码：

func main(){//获取Alice发送的信息valueAll:=getInfofromAlice()//使用Bob发送的随机对称密钥进行解密data:=encryp.DecryptDES(valueAll.info,valueAll.randKey)//将该信息生成哈希摘要sat:=sha256.Sum256(data)//使用Alice的公钥进行解密sat1:=encryp.RsaDecrypt(valueAll.sginfo)//如果哈希摘要相同,获取该信息if sat==sat1{value:=string(data)}}

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