Go语言中从PEM文件加载RSA私钥并进行签名操作指南

package main

import (
    "crypto/rsa"
    "crypto/x509"
    "encoding/pem"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "log"
)

// loadPrivateKeyFromPEM 从PEM文件加载RSA私钥
func loadPrivateKeyFromPEM(pemFilePath string) (*rsa.PrivateKey, error) {
    // 1. 读取PEM文件内容
    privateKeyPEM, err := ioutil.ReadFile(pemFilePath)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("无法读取PEM文件: %w", err)
    }

    // 2. 解码PEM块
    block, _ := pem.Decode(privateKeyPEM)
    if block == nil {
        return nil, fmt.Errorf("PEM解码失败，文件内容可能不正确")
    }

    // 3. 解析私钥：优先尝试PKCS#1，然后尝试PKCS#8
    privateKey, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
    if err == nil {
        fmt.Println("私钥以PKCS#1格式成功解析。")
        return privateKey, nil
    }

    // 如果PKCS#1解析失败，尝试PKCS#8
    parsedKey, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err == nil {
        if pk, ok := parsedKey.(*rsa.PrivateKey); ok {
            fmt.Println("私钥以PKCS#8格式成功解析。")
            return pk, nil
        }
        return nil, fmt.Errorf("解析的私钥不是RSA类型（PKCS#8）")
    }

    return nil, fmt.Errorf("无法解析私钥，既非PKCS#1也非PKCS#8格式: %w", err)
}

package main

import (
    "crypto"
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/sha256"
    "crypto/x509"
    "encoding/pem"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "log"
    "os" // 用于检查文件是否存在，方便演示
)

// loadPrivateKeyFromPEM 从PEM文件加载RSA私钥
func loadPrivateKeyFromPEM(pemFilePath string) (*rsa.PrivateKey, error) {
    privateKeyPEM, err := ioutil.ReadFile(pemFilePath)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("无法读取PEM文件: %w", err)
    }

    block, _ := pem.Decode(privateKeyPEM)
    if block == nil {
        return nil, fmt.Errorf("PEM解码失败，文件内容可能不正确")
    }

    privateKey, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
    if err == nil {
        fmt.Println("私钥以PKCS#1格式成功解析。")
        return privateKey, nil
    }

    parsedKey, err := x509.ParsePKCS8PrivateKey(block.Bytes)
    if err == nil {
        if pk, ok := parsedKey.(*rsa.PrivateKey); ok {
            fmt.Println("私钥以PKCS#8格式成功解析。")
            return pk, nil
        }
        return nil, fmt.Errorf("解析的私钥不是RSA类型（PKCS#8）")
    }

    return nil, fmt.Errorf("无法解析私钥，既非PKCS#1也非PKCS#8格式: %w", err)
}

func main() {
    pemFilePath := "privkey.pem" // 假设你的私钥文件名为privkey.pem

    // 仅为方便演示，如果文件不存在则生成一个测试私钥文件
    if _, err := os.Stat(pemFilePath); os.IsNotExist(err) {
        fmt.Println("测试私钥文件 'privkey.pem' 不存在，正在生成...")
        tempKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048) // 生成一个2048位的RSA私钥
        if err != nil {
            log.Fatalf("生成测试私钥失败: %v", err)
        }
        // 默认生成PKCS#1格式的PEM
        tempKeyPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
            Type:  "RSA PRIVATE KEY",
            Bytes: x509.MarshalPKCS1PrivateKey(tempKey),
        })
        err = ioutil.WriteFile(pemFilePath, tempKeyPEM, 0600) // 写入文件，权限600
        if err != nil {
            log.Fatalf("写入测试私钥文件失败: %v", err)
        }
        fmt.Printf("测试私钥文件 '%s' 已生成。请重新运行程序。\n", pemFilePath)
        os.Exit(0) // 退出，让用户重新运行
    }

    // 1. 加载RSA私钥
    privateKey, err := loadPrivateKeyFromPEM(pemFilePath)
    if err != nil {
        log.Fatalf("加载私钥失败: %v", err)
    }
    fmt.Println("RSA私钥已成功加载。")

    // 2. 准备待签名数据
    originalMessage := []byte("这是一条需要被签名的数据，内容可以是任意字节。")
    // 对原始消息进行哈希处理
    hashed := sha256.Sum256(originalMessage)

    // 3. 使用私钥进行签名
    // rand.Reader 是一个加密安全的随机数生成器
    // crypto.SHA256 指定使用SHA256哈希算法
    signature, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, privateKey, crypto.SHA256, hashed[:])
    if err != nil {
        log.Fatalf("签名失败: %v", err)
    }

    fmt.Printf("签名成功，签名数据（十六进制编码）：%x\n", signature)

    // 4. 使用对应的公钥进行签名验证
    // 私钥对象中包含了公钥信息，可以直接通过 privateKey.PublicKey 获取
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    err = rsa.VerifyPKCS1v15(publicKey, crypto.SHA256, hashed[:], signature)
    if err != nil {
        fmt.Printf("签名验证失败: %v\n", err)
    } else {
        fmt.Println("签名验证成功。")
    }
}