Go语言中的加密实践：MD5基块加密的局限与安全替代方案

package main

import (
    "crypto/md5"
    "fmt"
)

// 这是一个简化的MD5哈希函数示例
// 实际的MD5基块加密逻辑会复杂得多，涉及块分割、异或、填充等
func calculateMD5(data []byte) []byte {
    hash := md5.Sum(data)
    return hash[:]
}

func main() {
    message := []byte("Hello, MD5!")
    md5Hash := calculateMD5(message)
    fmt.Printf("MD5 Hash of '%s': %x\n", message, md5Hash)

    // 警告：以下仅为概念性说明，不构成安全的加密实现
    // 如果要模拟PHP的MD5基块加密，你需要：
    // 1. 理解PHP代码如何将密钥和数据组合生成MD5哈希作为“密钥流”
    // 2. 实现块分割、填充（如果需要）
    // 3. 对每个数据块执行异或操作
    // 这将是一个复杂且易出错的过程，并且最终结果是不安全的。
    fmt.Println("\n警告：MD5不应用于加密。如果必须与遗留系统互操作，")
    fmt.Println("需要手动将PHP的MD5基块加密逻辑完整移植到Go，")
    fmt.Println("但这会继承其固有的安全漏洞。")
}

package main

import (
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "crypto/rand"
    "encoding/hex"
    "fmt"
    "io"
    "log"
)

// encrypt 使用AES-GCM模式加密数据
// key: 16, 24 或 32 字节的密钥 (对应AES-128, AES-192, AES-256)
// plaintext: 待加密的原始数据
// 返回: 包含 nonce 和密文的字节数组，或错误
func encrypt(key, plaintext []byte) ([]byte, error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("创建AES cipher失败: %w", err)
    }

    aesGCM, err := cipher.NewGCM(block)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("创建GCM模式失败: %w", err)
    }

    // Nonce（随机数）必须是唯一的，但不需要保密
    // 每次加密都应生成一个新的Nonce
    nonce := make([]byte, aesGCM.NonceSize())
    if _, err = io.ReadFull(rand.Reader, nonce); err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("生成Nonce失败: %w", err)
    }

    // Seal方法执行加密，并将Nonce前置到密文数据中
    // Additional data (第四个参数) 可用于认证额外的非加密数据
    ciphertext := aesGCM.Seal(nonce, nonce, plaintext, nil)
    return ciphertext, nil
}

// decrypt 使用AES-GCM模式解密数据
// key: 16, 24 或 32 字节的密钥
// ciphertext: 包含 nonce 和密文的字节数组
// 返回: 解密后的原始数据，或错误
func decrypt(key, ciphertext []byte) ([]byte, error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("创建AES cipher失败: %w", err)
    }

    aesGCM, err := cipher.NewGCM(block)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("创建GCM模式失败: %w", err)
    }

    nonceSize := aesGCM.NonceSize()
    if len(ciphertext) < nonceSize {
        return nil, fmt.Errorf("密文过短，无法提取Nonce")
    }

    // 从密文中分离Nonce和实际的加密消息
    nonce, encryptedMessage := ciphertext[:nonceSize], ciphertext[nonceSize:]

    // Open方法执行解密和认证
    plaintext, err := aesGCM.Open(nil, nonce, encryptedMessage, nil)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("解密或认证失败: %w", err) // 密文被篡改会导致此错误
    }
    return plaintext, nil
}

func main() {
    // 密钥必须是安全生成并妥善保管的
    // AES-256 需要32字节密钥
    key := []byte("a_very_secret_key_of_32_bytes_") 
    if len(key) != 32 {
        log.Fatalf("密钥长度不正确。AES-128需要16字节，AES-192需要24字节，AES-256需要32字节。当前密钥长度：%d", len(key))
    }

    plaintext := []byte("这是需要加密的私密数据。")
    fmt.Printf("原始明文: %s\n", string(plaintext))

    encryptedData, err := encrypt(key, plaintext)
    if err != nil {
        log.Fatalf("加密失败: %v", err)
    }
    fmt.Printf("加密数据 (hex): %s\n", hex.EncodeToString(encryptedData))

    decryptedData, err := decrypt(key, encryptedData)
    if err != nil {
        log.Fatalf("解密失败: %v", err)
    }
    fmt.Printf("解密明文: %s\n", string(decryptedData))

    // 演示篡改检测：尝试解密被篡改的数据
    fmt.Println("\n尝试解密被篡改的数据...")
    tamperedData := make([]byte, len(encryptedData))
    copy(tamperedData, encryptedData)
    // 随机修改密文的最后一个字节
    if len(tamperedData) > 0 {
        tamperedData[len(tamperedData)-1] ^= 0x01 
    } else {
        log.Println("密文为空，无法篡改。")
    }

    _, err = decrypt(key, tamperedData)
    if err != nil {
        fmt.Printf("解密篡改数据失败（符合预期）：%v\n", err) // 预期会失败
    } else {
        fmt.Println("警告：篡改数据竟然成功解密！这不应该发生。")
    }
}