Golang中的crypto/ecdh包使用详解

什么是 ECDH 算法？

ECDH（Elliptic Curve Diffie-Hellman）算法是一种基于椭圆曲线的密钥交换协议，用于安全地协商共享密钥（Secret Key），步骤如下：

1. 选择椭圆曲线：ECDH 算法的第一步是选择一个适当的椭圆曲线。通常情况下使用一个已知且被广泛接受的椭圆曲线，例如 NIST 曲线（如 P-256、P-384 等）。

2. 密钥生成：每个参与方（通常是通信的两个实体）都会生成一对密钥，其中包括一个私钥（Private Key）和一个公钥（Public Key）。私钥是一个随机生成的秘密值，而公钥是通过使用算法规定的椭圆曲线上的点乘法来计算得出的。

3. 密钥交换：参与方交换各自的公钥。一般情况下，这些公钥可以被公开分享而不会泄露私钥。

4. 密钥协商：参与方利用对方的公钥和自己的私钥进行计算，生成一个共享的密钥。计算方式是通过将对方的公钥与自己的私钥进行点乘法运算，得到一个共享的曲线上的点。这个点的横坐标或纵坐标值可以作为共享密钥的，具体取决于使用的椭圆曲线参数。

5. 密钥派生：在 ECDH 中，生成的共享点并不直接用作密钥，而是通过一个密钥派生函数（Key Derivation Function，KDF）进行处理，生成一段具有足够随机性和长度的共享密钥。

ECDH 算法的关键优势在于安全性和效率。相较于传统的 Diffie-Hellman（DH）算法，ECDH 使用较短的密钥长度提供相当高的安全性，从而减少了计算和传输开销。同时，椭圆曲线加密算法天生具有防抵御量子计算攻击的性质，这使得 ECDH 对于未来的加密需求更具备可持续性。

Golang 从1.20版本开始提供的 crypto/ecdh 包支持 NIST 曲线和 Curve25519 上的椭圆曲线 Diffie-Hellman 密钥交换（P-256、P-384、P-521 和 X25519），使用起来非常方便。

crypto/ecdh 包的使用方法

首先创建两个密钥。一个给 Alice，一个给 Bob。Alice 和 Bob 需要就他们可以加密的共享密钥达成一致。

package main
import (
	"crypto/ecdh"
	"crypto/rand"
)
func main() {
	aliceKey, err := ecdh.P256().GenerateKey(rand.Reader)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	bobKey, err := ecdh.P256().GenerateKey(rand.Reader)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

Alice 把自己的公钥给 Bob，Bob 可以使用这个公钥和自己的私钥生成共享密钥，因为生成的密钥中存在不可见字符，所以通过计算出密钥的哈希值来观察 Alice 和 Bob 生成的密钥是否相同。

Bob 把自己的公钥给 Alice，Alice 可以使用这个公钥和自己的私钥生成密钥，并且 Alice 和 Bob 生成的秘钥是相同的。如下：

package main
import (
	"crypto/ecdh"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
)
func main() {
	aliceKey, err := ecdh.P256().GenerateKey(rand.Reader)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	bobKey, err := ecdh.P256().GenerateKey(rand.Reader)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	alicePubkey := aliceKey.PublicKey()
	shared, _ := bobKey.ECDH(alicePubkey)
	bobShared := sha256.Sum256(shared)
	fmt.Printf("秘钥哈希(Bob)  %x\n", bobShared) 
  // 秘钥哈希(Bob)  a74e7949e71ead5f3bd4de031e2ad45c3f5b80b48ccf50e50eb86f4bdb025c3a
	bobPubkey := bobKey.PublicKey()
	shared, _ = aliceKey.ECDH(bobPubkey)
	aliceShared := sha256.Sum256(shared)
	fmt.Printf("秘钥哈希(Alice)  %x\n", aliceShared)
  // 秘钥哈希(Alice)  a74e7949e71ead5f3bd4de031e2ad45c3f5b80b48ccf50e50eb86f4bdb025c3a
}

可以看出 Alice 和 Bob 生成的密钥是相同的。

小结

需要注意的是，ECDH 只提供密钥交换功能，并不涉及加密或身份验证。因此，在实际应用中，通常将 ECDH 与对称加密算法（如 AES）结合使用，以实现安全的通信。

到此这篇关于Golang中的crypto/ecdh包使用详解的文章就介绍到这了,更多相关Golang crypto/ecdh包内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

最新评论