feat(crypto):完成RSA加密算法功能。

2023-07-15 08:11:07 +08:00
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--- a/encryption/rsa/rsa.go
+++ b/encryption/rsa/rsa.go
@@ -0,0 +1,181 @@
+// 提供RSA不对称加解密功能。
+package rsa
+
+import (
+	"crypto"
+	"crypto/rand"
+	"crypto/rsa"
+	"crypto/sha512"
+	"errors"
+)
+
+type KeyLength int
+type SignAlgorithm int
+
+const (
+	RSA1024 KeyLength = 1024
+	RSA2048 KeyLength = 2048
+)
+
+const (
+	PSSSign SignAlgorithm = iota
+	PKCS1Sign
+)
+
+type KeyPair struct {
+	PublicKey  *rsa.PublicKey
+	PrivateKey *rsa.PrivateKey
+}
+
+// 生成一个新的RSA密钥对。
+func NewKeyPair(length KeyLength) (*KeyPair, error) {
+	privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, int(length))
+	if err != nil {
+		return nil, &UnableToGenerateKeyPairError{err: err}
+	}
+	publicKey := privateKey.Public().(*rsa.PublicKey)
+	return &KeyPair{
+		PublicKey:  publicKey,
+		PrivateKey: privateKey,
+	}, nil
+}
+
+// 从一个PEM格式的密钥对中读取一套RSA密钥对。
+// 如果获取到的公钥与私钥不配对，那么将自动使用私钥生成一个配对的公钥，以保证密钥对的完整性。
+// 如果提供的证书中只存在公钥，那么将会保持私钥为空。
+func NewFromPEM(cert []byte) (*KeyPair, error) {
+	publicKey, err := DecodePublicKey(cert)
+	if err != nil {
+		if errors.Is(err, &KeyNotFoundError{}) {
+			publicKey = nil
+		} else {
+			return nil, err
+		}
+	}
+	privateKey, err := DecodePrivateKey(cert)
+	if err != nil {
+		if errors.Is(err, &KeyNotFoundError{}) {
+			privateKey = nil
+		} else {
+			return nil, err
+		}
+	}
+	if privateKey != nil {
+		pubKeyFromPriKey := privateKey.Public().(*rsa.PublicKey)
+		if publicKey == nil || !publicKey.Equal(pubKeyFromPriKey) {
+			publicKey = pubKeyFromPriKey
+		}
+	}
+	return &KeyPair{
+		PublicKey:  publicKey,
+		PrivateKey: privateKey,
+	}, nil
+}
+
+// 加载一个新的公钥，将会自动清空私钥。
+func (kp *KeyPair) LoadPublicKey(cert []byte) error {
+	publicKey, err := DecodePublicKey(cert)
+	if err != nil {
+		return err
+	}
+	kp.PublicKey = publicKey
+	kp.PrivateKey = nil
+	return nil
+}
+
+// 加载一个私钥，将会自动生成一个配对的公钥。
+func (kp *KeyPair) LoadPrivateKey(cert []byte) error {
+	privateKey, err := DecodePrivateKey(cert)
+	if err != nil {
+		return err
+	}
+	kp.PrivateKey = privateKey
+	kp.PublicKey = privateKey.Public().(*rsa.PublicKey)
+	return nil
+}
+
+// 使用密钥对加密给定的数据，如果密钥对中不存在公钥则会返回错误。
+func (kp KeyPair) Encrypt(data []byte, label ...[]byte) ([]byte, error) {
+	if kp.PublicKey == nil {
+		return nil, &AbsentPublicKeyError{}
+	}
+	var cipherLabel []byte
+	if len(label) > 0 {
+		cipherLabel = label[0]
+	} else {
+		cipherLabel = nil
+	}
+	hasher := sha512.New()
+	cipherText, err := rsa.EncryptOAEP(hasher, rand.Reader, kp.PublicKey, data, cipherLabel)
+	if err != nil {
+		return nil, &EncryptionError{err: err}
+	}
+	return cipherText, nil
+}
+
+// 使用密钥对解密给定的数据，如果密钥对中不存在私钥则会返回错误。
+func (kp KeyPair) Decrypt(data []byte, label ...[]byte) ([]byte, error) {
+	if kp.PrivateKey == nil {
+		return nil, &AbsentPrivateKeyError{}
+	}
+	var cipherLabel []byte
+	if len(label) > 0 {
+		cipherLabel = label[0]
+	} else {
+		cipherLabel = nil
+	}
+	hasher := sha512.New()
+	plainText, err := rsa.DecryptOAEP(hasher, rand.Reader, kp.PrivateKey, data, cipherLabel)
+	if err != nil {
+		return nil, &DecryptionError{err: err}
+	}
+	return plainText, nil
+}
+
+// 对给定的数据使用私钥进行签名。
+func (kp KeyPair) Sign(data []byte, algorithm ...SignAlgorithm) ([]byte, error) {
+	if kp.PrivateKey == nil {
+		return nil, &AbsentPrivateKeyError{}
+	}
+	hashedData := sha512.Sum512(data)
+	switch append(algorithm, PSSSign)[0] {
+	case PSSSign:
+		signature, err := rsa.SignPSS(rand.Reader, kp.PrivateKey, crypto.SHA512, hashedData[:], &rsa.PSSOptions{SaltLength: 64})
+		if err != nil {
+			return nil, &SignError{err: err}
+		}
+		return signature, nil
+	case PKCS1Sign:
+		signature, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, kp.PrivateKey, crypto.SHA512, hashedData[:])
+		if err != nil {
+			return nil, &SignError{err: err}
+		}
+		return signature, nil
+	default:
+		return nil, &InvalidSignMethodError{}
+	}
+}
+
+// 对给定的数据和签名数据使用公钥进行验证。不返回任何错误信息即表示验证成功。
+func (kp KeyPair) Verify(data, signature []byte, algorithm ...SignAlgorithm) error {
+	if kp.PublicKey == nil {
+		return &AbsentPublicKeyError{}
+	}
+	hashedData := sha512.Sum512(data)
+	switch append(algorithm, PSSSign)[0] {
+	case PSSSign:
+		err := rsa.VerifyPSS(kp.PublicKey, crypto.SHA512, hashedData[:], signature, &rsa.PSSOptions{SaltLength: 64})
+		if err != nil {
+			return &VerifyError{err: err}
+		}
+		return nil
+	case PKCS1Sign:
+		err := rsa.VerifyPKCS1v15(kp.PublicKey, crypto.SHA512, hashedData[:], signature)
+		if err != nil {
+			return &VerifyError{err: err}
+		}
+		return nil
+	default:
+		return &InvalidSignMethodError{}
+	}
+}