RSA加密解密（无数据大小限制go实现）

最新推荐文章于 2025-09-13 17:33:42 发布

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本文详细介绍了RSA加密算法中密钥长度、明文长度及密文长度的关系，并提供了Go语言实现示例，包括密钥生成、分段加密解密、签名验证等功能。

RSA加解密中必须考虑到的密钥长度、明文长度和密文长度问题。明文长度需要小于密钥长度，而密文长度则等于密钥长度。因此当加密内容长度大于密钥长度时，有效的RSA加解密就需要对内容进行分段。

这是因为，RSA算法本身要求加密内容也就是明文长度m必须0<m<密钥长度n。如果小于这个长度就需要进行padding，因为如果没有padding，用户无法确分解密后内容的真实长度，字符串之类的内容问题还不大，以0作为结束符，但对二进制数据就很难理解，因为不确定后面的0是内容还是内容结束符。而只要用到padding，那么就要占用实际的明文长度，于是实际明文长度需要减去padding字节长度。我们一般使用的padding标准有NoPPadding、OAEPPadding、PKCS1Padding等，其中PKCS#1建议的padding就占用了11个字节。

这样，对于1024长度的密钥。128字节（1024bits）-减去11字节正好是117字节，但对于RSA加密来讲，padding也是参与加密的，所以，依然按照1024bits去理解，但实际的明文只有117字节了。

Go实现

package xrsa
import (
"encoding/pem"
"encoding/base64"
"crypto/x509"
"crypto/rsa"
"crypto/rand"
"errors"
"crypto"
"io"
"bytes"
"encoding/asn1"
)
const (
CHAR_SET = "UTF-8"
BASE_64_FORMAT = "UrlSafeNoPadding"
RSA_ALGORITHM_KEY_TYPE = "PKCS8"
RSA_ALGORITHM_SIGN = crypto.SHA256
)
type XRsa struct {
publicKey *rsa.PublicKey
privateKey *rsa.PrivateKey
}
// 生成密钥对
func CreateKeys(publicKeyWriter, privateKeyWriter io.Writer, keyLength int) error {
// 生成私钥文件
privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, keyLength)
if err != nil {
return err
}
derStream := MarshalPKCS8PrivateKey(privateKey)
block := &pem.Block{
Type: "PRIVATE KEY",
Bytes: derStream,
}
err = pem.Encode(privateKeyWriter, block)
if err != nil {
return err
}
// 生成公钥文件
publicKey := &privateKey.PublicKey
derPkix, err := x509.MarshalPKIXPublicKey(publicKey)
if err != nil {
return err
}
block = &pem.Block{
Type: "PUBLIC KEY",
Bytes: derPkix,
}
err = pem.Encode(publicKeyWriter, block)
if err != nil {
return err
}
return nil
}
func NewXRsa(publicKey []byte, privateKey []byte) (*XRsa, error) {
block, _ := pem.Decode(publicKey)
if block == nil {
return nil, errors.New("public key error")
}
pubInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
if err != nil {
return nil, err
}
pub := pubInterface.(*rsa.PublicKey)
block, _ = pem.Decode(privateKey)
if block == nil {
return nil, errors.New("private key error!")
}
priv, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
if err != nil {
return nil, err
}
pri, ok := priv.(*rsa.PrivateKey)
if ok {
return &XRsa {
publicKey: pub,
privateKey: pri,
}, nil
} else {
return nil, errors.New("private key not supported")
}
}
// 公钥加密
func (r *XRsa) PublicEncrypt(data string) (string, error) {
partLen := r.publicKey.N.BitLen() / 8 - 11
chunks := split([]byte(data), partLen)
buffer := bytes.NewBufferString("")
for _, chunk := range chunks {
bytes, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, r.publicKey, chunk)
if err != nil {
return "", err
}
buffer.Write(bytes)
}
return base64.RawURLEncoding.EncodeToString(buffer.Bytes()), nil
}
// 私钥解密
func (r *XRsa) PrivateDecrypt(encrypted string) (string, error) {
partLen := r.publicKey.N.BitLen() / 8
raw, err := base64.RawURLEncoding.DecodeString(encrypted)
chunks := split([]byte(raw), partLen)
buffer := bytes.NewBufferString("")
for _, chunk := range chunks {
decrypted, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, r.privateKey, chunk)
if err != nil {
return "", err
}
buffer.Write(decrypted)
}
return buffer.String(), err
}
// 数据加签
func (r *XRsa) Sign(data string) (string, error) {
h := RSA_ALGORITHM_SIGN.New()
h.Write([]byte(data))
hashed := h.Sum(nil)
sign, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, r.privateKey, RSA_ALGORITHM_SIGN, hashed)
if err != nil {
return "", err
}
return base64.RawURLEncoding.EncodeToString(sign), err
}
// 数据验签
func (r *XRsa) Verify(data string, sign string) error {
h := RSA_ALGORITHM_SIGN.New()
h.Write([]byte(data))
hashed := h.Sum(nil)
decodedSign, err := base64.RawURLEncoding.DecodeString(sign)
if err != nil {
return err
}
return rsa.VerifyPKCS1v15(r.publicKey, RSA_ALGORITHM_SIGN, hashed, decodedSign)
}
func MarshalPKCS8PrivateKey(key *rsa.PrivateKey) []byte {
info := struct {
Version int
PrivateKeyAlgorithm []asn1.ObjectIdentifier
PrivateKey []byte
}{}
info.Version = 0
info.PrivateKeyAlgorithm = make([]asn1.ObjectIdentifier, 1)
info.PrivateKeyAlgorithm[0] = asn1.ObjectIdentifier{1, 2, 840, 113549, 1, 1, 1}
info.PrivateKey = x509.MarshalPKCS1PrivateKey(key)
k, _ := asn1.Marshal(info)
return k
}
func split(buf []byte, lim int) [][]byte {
var chunk []byte
chunks := make([][]byte, 0, len(buf)/lim+1)
for len(buf) >= lim {
chunk, buf = buf[:lim], buf[lim:]
chunks = append(chunks, chunk)
}
if len(buf) > 0 {
chunks = append(chunks, buf[:len(buf)])
}
return chunks
}