1. 背景
近期項目在對接第三方產品，傳輸過程中涉及到數據加密, 數據加密流程爲：
- 發送數據DES加密
- DES加密後的數據進行base64編碼
- 發送，接受數據
- 接受讀取的數據進行base64解碼
- base64解碼完的數據機型DES解密
由於採用golang對接，文檔且無說明情況下，默認採用CBC模式加解密，導致很長時間對接不上。
後通過對方Java Demo代碼查看得知採用ECB加密模式，Java默認DES算法使用DES/ECB/PKCS5Padding工作方式，在GO語言中因爲ECB的脆弱性，DES的ECB模式是故意不放出來的，但實際情況中有時我們並不需要那麼安全。
DES介紹
DES 使用一個 56 位的密鑰以及附加的 8 位奇偶校驗位，產生最大 64 位的分組大小。這是一個迭代的分組密碼，使用稱爲 Feistel 的技術，其中將加密的文本塊分成兩半。使用子密鑰對其中一半應用循環功能，然後將輸出與另一半進行"異或"運算;接着交換這兩半，這一過程會繼續下去，但最後一個循環不交換。DES 使用 16 個循環，使用異或，置換，代換，移位操作四種基本運算。
DES常見加密模式
CBC（加密分組鏈接模式）
密文分組鏈接方式，這是golang和.NET封裝的DES算法的默認模式，它比較麻煩，加密步驟如下：
- 首先將數據按照8個字節一組進行分組得到D1D2......Dn（若數據不是8的整數倍，就涉及到數據補位了）
- 第一組數據D1與向量I異或後的結果進行DES加密得到第一組密文C1（注意：這裏有向量I的說法，ECB模式下沒有使用向量I）
- 第二組數據D2與第一組的加密結果C1異或以後的結果進行DES加密，得到第二組密文C2
- 之後的數據以此類推，得到Cn
- 按順序連爲C1C2C3......Cn即爲加密結果。
-
數據補位一般有NoPadding和PKCS7Padding(JAVA中是PKCS5Padding)填充方式，PKCS7Padding和PKCS5Padding實際只是協議不一樣，根據相關資料說明：PKCS5Padding明確定義了加密塊是8字節，PKCS7Padding加密快可以是1-255之間。但是封裝的DES算法默認都是8字節，所以可以認爲他們一樣。數據補位實際是在數據不滿8字節的倍數，才補充到8字節的倍數的填充過程。
-
NoPadding填充方式：算法本身不填充，比如.NET的padding提供了有None，Zeros方式，分別爲不填充和填充0的方式。
- PKCS7Padding（PKCS5Padding）填充方式：爲.NET和JAVA的默認填充方式，對加密數據字節長度對8取餘爲r，如r大於0，則補8-r個字節，字節爲8-r的值；如果r等於0，則補8個字節8。比如：
加密字符串爲爲AAA，則補位爲AAA55555;加密字符串爲BBBBBB，則補位爲BBBBBB22；加密字符串爲CCCCCCCC，則補位爲CCCCCCCC88888888。
ECB（電子密碼本模式）
電子密本方式，這是JAVA封裝的DES算法的默認模式，就是將數據按照8個字節一段進行DES加密或解密得到一段8個字節的密文或者明文，最後一段不足8個字節，則補足8個字節（注意：這裏就涉及到數據補位了）進行計算，之後按照順序將計算所得的數據連在一起即可，各段數據之間互不影響。
CFB（加密反饋模式）
加密反饋模式克服了需要等待8個字節才能加密的缺點，它採用了分組密碼作爲流密碼的密鑰流生成器；
OFB（輸出反饋模式）
與CFB模式不同之處在於, 加密位移寄存器與密文無關了,僅與加密key和加密算法有關；
做法是不再把密文輸入到加密移位寄存器，而是把輸出的分組密文（Oi）輸入到一位寄存器；
DES加密之golang的CBC和ECB模式代碼實現
CBC和ECB模式加密
func DesECBEncrypt(data, key []byte)([]byte, error) {
block, err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}
bs := block.BlockSize()
data = PKCS5Padding(data, bs)
if len(data)%bs != 0 {
return nil, errors.New("Need a multiple of the blocksize")
}
out := make([]byte, len(data))
dst := out
for len(data) > 0 {
block.Encrypt(dst, data[:bs])
data = data[bs:]
dst = dst[bs:]
}
return out, nil
}
func DesCBCEncrypt(origData, key []byte) ([]byte, error) {
block, err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}
origData = PKCS5Padding(origData, block.BlockSize())
// origData = ZeroPadding(origData, block.BlockSize())
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, key)
crypted := make([]byte, len(origData))
// 根據CryptBlocks方法的說明，如下方式初始化crypted也可以
// crypted := origData
blockMode.CryptBlocks(crypted, origData)
return crypted, nil
}
func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
return append(ciphertext, padtext...)
}CBC和ECB模式解密
func DesECBDecrypt(data, key []byte)([]byte, error) {
block, err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}
bs := block.BlockSize()
if len(data)%bs != 0 {
return nil, errors.New("crypto/cipher: input not full blocks")
}
out := make([]byte, len(data))
dst := out
for len(data) > 0 {
block.Decrypt(dst, data[:bs])
data = data[bs:]
dst = dst[bs:]
}
out = PKCS5UnPadding(out)
return out, nil
}
func DesCBCDecrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {
block, err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, key)
//origData := make([]byte, len(crypted))
origData := crypted
blockMode.CryptBlocks(origData, crypted)
//origData = PKCS5UnPadding(origData)
origData = PKCS5UnPadding(origData)
return origData, nil
}
func PKCS5UnPadding(origData []byte) []byte {
length := len(origData)
unpadding := int(origData[length-1])
return origData[:(length - unpadding)]
}