golang笔记-区块链密码学01

Posted 2022-01-08 看见月亮的人

文章目录

• pbkdf2.Key() 生成秘钥函数
• HMAC 生成摘要算法
• PrivKeyFromBytes 创建私钥、公钥对

pbkdf2.Key() 生成秘钥函数

PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)

是一个用来导出密钥的函数，常用于生成加密的密码。

它的基本原理是通过一个伪随机函数（例如HMAC函数、sha512等），把明文（password）和一个盐值（salt）作为一个输入参数，然后重复进行运算，并最终产生秘钥。

如果重复的次数足够大，破解的成本就会变得很高。而盐值的添加也会增加“彩虹表”攻击的难度。

用户密码采用PBKDF2算法存储，比较安全。

PBKDF2函数的语法定义

DK = PBKDF2(PRF, Password, Salt, c, dkLen ,Hash algorithm)

• PRF是一个伪随机函数，例如HASH_HMAC函数，它会输出长度为hLen的结果。
• Password是用来生成密钥的原文密码。
• Salt是一个加密用的盐值。
• c是进行重复计算的次数。
• dkLen是期望得到的密钥的长度。
• DK是最后产生的密钥。

以下为使用助记词生成私钥的代码

package pbkdf2

import (
	"crypto/rand"
	"crypto/sha512"
	"golang.org/x/crypto/pbkdf2"
)

const (
    Mnemonic =  "search crime conversation tag directory joke leaf express interest password = ""
)
func encryptPwdWithSalt(password string) (*ecdsa.PrivateKey, *ecdsa.PublicKey) 
		seed := pbkdf2.Key([]byte(Mnemonic), []byte("mnemonic"+password), 2048, 64, sha512.New)


// []byte(Mnemonic)：助记词
// []byte("mnemonic"+password) ：salt盐值
// 2048：重复计算的次数
// 64：返回的秘钥长度
// sha512.New：哈希算法

HMAC 生成摘要算法

HMAC算法中文名称叫哈希消息认证码，英文全称是Hash-based Message Authentication Code。它的算法是基于某个哈希散列函数（主要是SHA系列和MD系列），以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。HMAC算法与其他哈希散列算法最大区别就是需要有密钥。它的算法函数是利用分组密码来建立的一个单向Hash函数。
下表显示具体的算法对应输出摘要的长度。

算法	摘要长度（位）	备注
HmacMD5	128	BouncyCastle实现
HmacSHA1	160	（20个字节） BouncyCastle实现
HmacSHA256	256	BouncyCastle实现
HmacSHA384	384	BouncyCastle实现
HmacSHA512	512	JAVA6实现
HmacMD2	128	BouncyCastle实现
HmacMD4	128	BouncyCastle实现
HmacSHA224	224	BouncyCastle实现

HMAC的密钥可以是任何长度，如果密钥的长度超过了摘要算法信息分组的长度，则首先使用摘要算法计算密钥的摘要作为新的密钥。一般不建议使用太短的密钥，因为密钥的长度与安全强度是相关的。通常选取密钥长度不小于所选用摘要算法输出的信息摘要的长度。

HMAC算法golang封装的代码详细解析

//创建运算对象，HMAC需要两个参数：hash函数和key
hmac := hmac.New(sha512.New, []byte(BitcoinSeed))
//将明文写入到hmac中
	_, err := hmac.Write([]byte(seed))
	if err != nil 
		return nil, nil
	
//hmac对象对写入数据的运算，生成的参数为字节	
intermediary := hmac.Sum(nil)

用golang使用HMAC算法的距举例

package main

import (
    "crypto/hmac"
    "crypto/md5"
    "crypto/sha1"
    "encoding/hex"
    "fmt"
)

func Md5(data string) string 
    md5 := md5.New()
    md5.Write([]byte(data))
    md5Data := md5.Sum([]byte(""))
    return hex.EncodeToString(md5Data)


func Hmac(key, data string) string 
    hmac := hmac.New(md5.New, []byte(key))
    hmac.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(hmac.Sum(nil)


func Sha1(data string) string 
    sha1 := sha1.New()
    sha1.Write([]byte(data))
    return hex.EncodeToString(sha1.Sum(nil))


func main() 
    fmt.Println(Md5("hello"))
    fmt.Println(Hmac("key2", "hello"))
    fmt.Println(Sha1("hello"))

PrivKeyFromBytes 创建私钥、公钥对

根据作为参数作为字节切片传递的私钥返回“曲线”的私钥和公钥。

我们应该知道，可以从私钥生成公钥。所以拥有私钥相当于拥有整个密钥对。

以下为生成密钥对的代码：

func PrivKeyFromBytes(curve elliptic.Curve, pk []byte) (*PrivateKey, *PublicKey) 
	x, y := curve.ScalarBaseMult(pk)
	priv := &PrivateKey
		PublicKey: e.PublicKey
			Curve: curve,
			X:     x,
			Y:     y,
		,
		D: new(big.Int).SetBytes(pk),
	
	return priv, (*PublicKey)(&priv.PublicKey)

*ecdsa.PrivateKey 是 PublicKey 和 PrivateKey 的结构。这也是从原始字节 PrivateKey 检索密钥对的函数。

参考文档

• PBKDF2算法：https://segmentfault.com/a/1190000004261009
• 比特币btcd源码：https://github.com/btcsuite/btcd/blob/master/btcec/privkey.go
• btcd包：https://pkg.go.dev/github.com/btcsuite/btcd/btcec#PrivKeyFromBytes
• 理解btcd：https://hlongvu.com/post/z2hvvdr6wb-Understanding-btcd-Part-2-Key-and-Address
• 区块链密码学：https://www.chaindesk.cn/witbook/15/230

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以上，就是今天分享的全部内容了，希望大家通过以上笔记可以解决自己的实际需求，解决自己目前所遇到的问题。

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