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encryptx/encryptx.go
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2026-09-30 15:49:12 +08:00
// Package encryptx 提供一个统一的、字符串驱动的加解密门面,覆盖哈希、对称加密、
// 消息认证码、密钥派生、口令哈希、非对称加密与数字签名。
//
// # 定位与建议
//
// 本包适合「算法由配置/管理后台决定」的场景:调用方从配置里读到算法名,转成
// EncryptType 后交给 Encrypt/Decrypt 即可,无需为每种算法写分支。
//
// 如果你在写业务代码而不是配置驱动的调度代码,**优先直接使用子包**
// (aesx、chachax、rsax、ed25519x、argon2x 等):它们有强类型的参数、
// 更明确的错误,并且不需要在运行时解析选项。
//
// # 密钥约定
//
// 密钥一律是 []byte,绝不使用字符串:
//
// - 对称算法、HMAC、KDF:key 是**原始密钥字节**(不是十六进制、不是 Base64)。
// 用相应子包的 GenerateKey 获取;
// - RSA / Ed25519 / ECDSA:key 是 **PEM 编码的密钥内容**(公钥用于加密/验签,
// 私钥用于解密/签名)。本包不会读取文件,需要从文件加载时请调用
// rsax.LoadPublicKey 等函数。
//
// 历史版本把密钥当字符串并直接按字节使用,而 GenerateKey 返回的却是十六进制
// 文本,导致「生成密钥 → 加密」这条路径必然失败。统一为 []byte 后这类错误在
// 类型层面就不可能出现。
//
// # 输出格式
//
// 不同算法族的输出编码不同,这是为了与既有系统保持一致:
//
// - 哈希 / HMAC / HEX 编码:小写十六进制;
// - Base64 编码:标准 Base64(带填充);
// - 分组密码模式(ECB/CBC/CFB/OFB/CTR):**大写**十六进制,且不含换行;
// - AEAD(AES-GCM、ChaCha20-Poly1305):"密文十六进制:nonce十六进制"(小写、
// 无换行),两者以冒号分隔;
// - RSA 加密、数字签名:标准 Base64。
2025-11-03 23:40:41 +08:00
package encryptx
import (
2026-09-30 15:49:12 +08:00
"errors"
2025-11-03 23:40:41 +08:00
"fmt"
"sort"
)
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// EncryptType 标识一种密码学算法。
//
// 枚举值显式赋值而非常量递增(iota),因为历史版本用的是连续 iota:一旦在中间
// 插入新算法,所有后续算法的数值都会平移,导致已经落库的配置指向错误的算法。
// 这里保留原有数值不变,新算法一律追加在末尾。
2025-11-03 23:40:41 +08:00
type EncryptType int
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// 哈希算法。
2025-11-03 23:40:41 +08:00
const (
2026-09-30 15:49:12 +08:00
MD5 EncryptType = 0
SHA1 EncryptType = 1
SHA256 EncryptType = 2
SHA512 EncryptType = 3
SHA3_256 EncryptType = 4
SHA3_384 EncryptType = 5
SHA3_512 EncryptType = 6
2025-11-03 23:40:41 +08:00
)
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// 对称加密算法(历史数值区间)。
const (
DES_ECB EncryptType = 7
DES_CBC EncryptType = 8
DES_CFB EncryptType = 9
TDES_ECB EncryptType = 10
TDES_CBC EncryptType = 11
TDES_CFB EncryptType = 12
AES_ECB EncryptType = 13
AES_CBC EncryptType = 14
AES_CFB EncryptType = 15
AES_GCM EncryptType = 16
BLOWFISH_ECB EncryptType = 17
BLOWFISH_CBC EncryptType = 18
BLOWFISH_CFB EncryptType = 19
)
// 非对称加密、消息认证码、密钥派生与编码(历史数值区间)。
const (
RSA EncryptType = 20
HMAC_SHA256 EncryptType = 21
HMAC_SHA512 EncryptType = 22
PBKDF2 EncryptType = 23
BASE64 EncryptType = 24
)
// 以下为新增算法,从 25 开始追加,保证既有数值稳定。
const (
// 哈希
SHA224 EncryptType = 25
SHA384 EncryptType = 26
SHA3_224 EncryptType = 27
BLAKE2B_256 EncryptType = 28
BLAKE2S_256 EncryptType = 29
RIPEMD160 EncryptType = 30
// 对称加密(补齐 OFB/CTR 与 AEAD)
DES_OFB EncryptType = 31
DES_CTR EncryptType = 32
TDES_OFB EncryptType = 33
TDES_CTR EncryptType = 34
AES_OFB EncryptType = 35
AES_CTR EncryptType = 36
BLOWFISH_OFB EncryptType = 37
BLOWFISH_CTR EncryptType = 38
CHACHA20_POLY1305 EncryptType = 39
XCHACHA20_POLY1305 EncryptType = 40
// 消息认证码
HMAC_SHA1 EncryptType = 41
HMAC_SHA384 EncryptType = 42
// 密钥派生与口令哈希
HKDF EncryptType = 43
SCRYPT EncryptType = 44
ARGON2ID EncryptType = 45
BCRYPT EncryptType = 46
// 非对称加密(OAEP 为现代默认)
RSA_OAEP EncryptType = 47
// 编码
BASE64_URL EncryptType = 48
HEX EncryptType = 49
)
// SignType 标识一种数字签名算法。
//
// 签名与加密的语义不同(签名用私钥、验签用公钥,且不涉及机密性),因此使用
// 独立的枚举与独立的 Sign/Verify 入口,而不是塞进 EncryptType。
type SignType int
const (
// ED25519 是当前首选的签名算法:实现简单、无参数、签名确定、抗侧信道。
ED25519 SignType = iota
// ECDSA_P256 是 NIST P-256 曲线上的 ECDSA。
ECDSA_P256
// ECDSA_P384 是 NIST P-384 曲线上的 ECDSA。
ECDSA_P384
// ECDSA_P521 是 NIST P-521 曲线上的 ECDSA。
ECDSA_P521
// RSA_PSS 是带 PSS 填充的 RSA 签名,是现代推荐形式。
RSA_PSS
// RSA_PKCS1V15 是传统的 PKCS#1 v1.5 签名,仅为兼容旧系统保留。
RSA_PKCS1V15
)
var signTypeNames = map[SignType]string{
ED25519: "ED25519",
ECDSA_P256: "ECDSA-P256",
ECDSA_P384: "ECDSA-P384",
ECDSA_P521: "ECDSA-P521",
RSA_PSS: "RSA-PSS",
RSA_PKCS1V15: "RSA-PKCS1v15",
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// String 返回签名算法名称。
func (s SignType) String() string {
if name, ok := signTypeNames[s]; ok {
return name
}
return fmt.Sprintf("SignType(%d)", int(s))
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// Valid 报告签名算法是否受支持。
func (s SignType) Valid() bool {
_, ok := signTypeNames[s]
return ok
}
// UsesRSA 报告该签名算法是否基于 RSA(密钥格式为 RSA PEM)。
func (s SignType) UsesRSA() bool {
return s == RSA_PSS || s == RSA_PKCS1V15
}
// GetAllSignTypes 返回全部签名算法,按数值升序。
func GetAllSignTypes() []SignType {
types := make([]SignType, 0, len(signTypeNames))
for t := range signTypeNames {
2025-11-03 23:40:41 +08:00
types = append(types, t)
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
sort.Slice(types, func(i, j int) bool { return int(types[i]) < int(types[j]) })
2025-11-03 23:40:41 +08:00
return types
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// SecurityLevel 表示算法的安全等级,供管理界面给出风险提示或禁止选择。
type SecurityLevel int
2025-11-03 23:40:41 +08:00
2026-09-30 15:49:12 +08:00
const (
// SecurityBroken 表示算法已被实际攻破,任何情况下都不应使用。
SecurityBroken SecurityLevel = iota
// SecurityLegacy 表示算法未被攻破但已不推荐,仅用于与既有系统互操作。
SecurityLegacy
// SecurityAcceptable 表示算法仍可接受,但存在更好的现代替代。
SecurityAcceptable
// SecurityRecommended 表示当前推荐使用的算法。
SecurityRecommended
)
// String 返回安全等级的中文说明。
func (l SecurityLevel) String() string {
switch l {
case SecurityBroken:
return "已攻破"
case SecurityLegacy:
return "遗留"
case SecurityAcceptable:
return "可接受"
case SecurityRecommended:
return "推荐"
default:
return fmt.Sprintf("SecurityLevel(%d)", int(l))
}
}
// typeInfo 描述一种算法的元数据。集中放在一张表里,便于 GetAllEncryptTypes
// 与界面直接消费,也避免在多处 switch 里各写一遍。
type typeInfo struct {
name string
level SecurityLevel
reversible bool // 是否可逆(能否 Decrypt)
needsKey bool // 是否需要密钥
aead bool // 是否提供完整性保护(AEAD)
note string
}
var typeInfos = map[EncryptType]typeInfo{
// ---- 哈希(不可逆、不需要密钥)----
MD5: {"MD5", SecurityBroken, false, false, false, "已被实际碰撞攻击攻破,仅可用于非安全的校验和"},
SHA1: {"SHA1", SecurityBroken, false, false, false, "已被 SHAttered 碰撞攻击攻破,仅可用于非安全的校验和"},
SHA224: {"SHA-224", SecurityAcceptable, false, false, false, "SHA-256 的截断版本,输出 28 字节"},
SHA256: {"SHA-256", SecurityRecommended, false, false, false, ""},
SHA384: {"SHA-384", SecurityRecommended, false, false, false, "SHA-512 的截断版本,输出 48 字节"},
SHA512: {"SHA-512", SecurityRecommended, false, false, false, ""},
SHA3_224: {"SHA3-224", SecurityAcceptable, false, false, false, ""},
SHA3_256: {"SHA3-256", SecurityRecommended, false, false, false, "与 SHA-256 无继承关系,抗长度扩展攻击"},
SHA3_384: {"SHA3-384", SecurityRecommended, false, false, false, ""},
SHA3_512: {"SHA3-512", SecurityRecommended, false, false, false, ""},
BLAKE2B_256: {"BLAKE2b-256", SecurityRecommended, false, false, false, "速度快于 SHA-2,适合大数据量校验"},
BLAKE2S_256: {"BLAKE2s-256", SecurityRecommended, false, false, false, "面向 32 位平台优化的 BLAKE2"},
RIPEMD160: {"RIPEMD-160", SecurityLegacy, false, false, false, "仅用于兼容旧系统(如比特币地址)"},
// ---- 对称加密 ----
DES_ECB: {"DES-ECB", SecurityBroken, true, true, false, "56 位密钥可被暴力破解,且 ECB 无语义安全性"},
DES_CBC: {"DES-CBC", SecurityBroken, true, true, false, "56 位密钥可被暴力破解"},
DES_CFB: {"DES-CFB", SecurityBroken, true, true, false, "56 位密钥可被暴力破解"},
DES_OFB: {"DES-OFB", SecurityBroken, true, true, false, "56 位密钥可被暴力破解"},
DES_CTR: {"DES-CTR", SecurityBroken, true, true, false, "56 位密钥可被暴力破解"},
TDES_ECB: {"3DES-ECB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险,且 ECB 无语义安全性"},
TDES_CBC: {"3DES-CBC", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
TDES_CFB: {"3DES-CFB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
TDES_OFB: {"3DES-OFB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
TDES_CTR: {"3DES-CTR", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
BLOWFISH_ECB: {"Blowfish-ECB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险,且 ECB 无语义安全性"},
BLOWFISH_CBC: {"Blowfish-CBC", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
BLOWFISH_CFB: {"Blowfish-CFB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
BLOWFISH_OFB: {"Blowfish-OFB", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
BLOWFISH_CTR: {"Blowfish-CTR", SecurityLegacy, true, true, false, "64 位分组存在 Sweet32 风险"},
AES_ECB: {"AES-ECB", SecurityLegacy, true, true, false, "ECB 无语义安全性,相同明文块产生相同密文块"},
AES_CBC: {"AES-CBC", SecurityAcceptable, true, true, false, "无完整性保护;建议改用 AES-GCM"},
AES_CFB: {"AES-CFB", SecurityAcceptable, true, true, false, "无完整性保护;建议改用 AES-GCM"},
AES_OFB: {"AES-OFB", SecurityAcceptable, true, true, false, "无完整性保护;建议改用 AES-GCM"},
AES_CTR: {"AES-CTR", SecurityAcceptable, true, true, false, "无完整性保护;建议改用 AES-GCM"},
AES_GCM: {"AES-GCM", SecurityRecommended, true, true, true, "推荐;务必保证 nonce 在同一密钥下不重复"},
CHACHA20_POLY1305: {"ChaCha20-Poly1305", SecurityRecommended, true, true, true, "推荐;无 AES 硬件加速时的首选"},
XCHACHA20_POLY1305: {"XChaCha20-Poly1305", SecurityRecommended, true, true, true, "推荐;24 字节 nonce 可安全随机生成"},
// ---- 消息认证码 ----
HMAC_SHA1: {"HMAC-SHA1", SecurityLegacy, false, true, true, "HMAC 本身仍安全,但底层 SHA-1 已不推荐"},
HMAC_SHA256: {"HMAC-SHA256", SecurityRecommended, false, true, true, ""},
HMAC_SHA384: {"HMAC-SHA384", SecurityRecommended, false, true, true, ""},
HMAC_SHA512: {"HMAC-SHA512", SecurityRecommended, false, true, true, ""},
// ---- 密钥派生与口令哈希 ----
PBKDF2: {"PBKDF2-HMAC-SHA256", SecurityAcceptable, false, false, false, "迭代次数需按硬件能力调整,建议 ≥ 600000"},
HKDF: {"HKDF-SHA256", SecurityRecommended, false, false, false, "用于高熵密钥材料的派生与分离,不适合低熵口令"},
SCRYPT: {"scrypt", SecurityRecommended, false, false, false, "内存硬,适合口令存储;Encrypt 走原始密钥派生,需显式提供 salt"},
ARGON2ID: {"Argon2id", SecurityRecommended, false, false, false, "当前口令哈希的首选;Encrypt 走 PHC 口令哈希,DeriveKey 走原始密钥派生"},
BCRYPT: {"bcrypt", SecurityRecommended, false, false, false, "经过长期考验;内存开销较小"},
// ---- 非对称 ----
RSA: {"RSA-OAEP(SHA-256)", SecurityRecommended, true, true, true, "带 OAEP 填充,支持长明文自动分块"},
RSA_OAEP: {"RSA-OAEP(SHA-256)", SecurityRecommended, true, true, true, "与 RSA 等价,保留独立取值便于配置区分"},
// ---- 编码 ----
BASE64: {"Base64", SecurityRecommended, true, false, false, "不是加密,仅编码"},
BASE64_URL: {"Base64-URL", SecurityRecommended, true, false, false, "URL 与文件名安全的 Base64"},
HEX: {"Hex", SecurityRecommended, true, false, false, "不是加密,仅编码"},
}
// String 返回算法名称;未知取值返回带数值的占位串。
func (t EncryptType) String() string {
if info, ok := typeInfos[t]; ok {
return info.name
}
return fmt.Sprintf("EncryptType(%d)", int(t))
}
// Valid 报告该算法是否受支持。
func (t EncryptType) Valid() bool {
_, ok := typeInfos[t]
return ok
}
// SecurityLevel 返回算法的安全等级。
func (t EncryptType) SecurityLevel() SecurityLevel {
if info, ok := typeInfos[t]; ok {
return info.level
}
return SecurityBroken
}
// IsReversible 报告算法是否可逆(即能否调用 Decrypt 还原)。
func (t EncryptType) IsReversible() bool {
info, ok := typeInfos[t]
return ok && info.reversible
}
// NeedsKey 报告算法是否需要密钥。
func (t EncryptType) NeedsKey() bool {
info, ok := typeInfos[t]
return ok && info.needsKey
}
// IsAEAD 报告算法是否提供完整性保护(AEAD 或消息认证码)。
func (t EncryptType) IsAEAD() bool {
info, ok := typeInfos[t]
return ok && info.aead
}
// Note 返回该算法的补充说明(安全提示、使用建议),可能为空。
func (t EncryptType) Note() string {
return typeInfos[t].note
}
// IsDeprecated 报告算法是否已不推荐使用(含"已攻破"与"遗留"两级)。
func (t EncryptType) IsDeprecated() bool {
return t.SecurityLevel() <= SecurityLegacy
}
// GetEncryptTypeName 返回算法名称,兼容历史 API。
//
// 新代码请直接使用 EncryptType.String。
func GetEncryptTypeName(encryptType EncryptType) string {
return encryptType.String()
}
// GetAllEncryptTypes 返回全部受支持的算法,按数值升序。
func GetAllEncryptTypes() []EncryptType {
types := make([]EncryptType, 0, len(typeInfos))
for t := range typeInfos {
types = append(types, t)
}
sort.Slice(types, func(i, j int) bool { return int(types[i]) < int(types[j]) })
return types
}
// 门面层错误。调用方可用 errors.Is 精确判断。
var (
// ErrUnsupportedType 表示算法取值不在支持范围内。
ErrUnsupportedType = errors.New("encryptx: unsupported algorithm")
// ErrIrreversible 表示对所给算法调用了 Decrypt,但该算法不可逆。
ErrIrreversible = errors.New("encryptx: algorithm is not reversible")
// ErrMissingKey 表示算法需要密钥但未提供。
ErrMissingKey = errors.New("encryptx: key is required")
// ErrMissingOption 表示缺少必需的选项。
ErrMissingOption = errors.New("encryptx: required option is missing")
// ErrUnknownOption 表示传入了该算法不认识的选项。
//
// 历史版本会静默忽略拼错或多余的选项,导致「以为设置了参数、实际用的却是
// 默认值」这类安全隐患。现在一律报错。
ErrUnknownOption = errors.New("encryptx: unknown option")
// ErrInvalidOption 表示选项类型不正确。
ErrInvalidOption = errors.New("encryptx: invalid option type")
// ErrInvalidInput 表示输入数据格式非法(如非法的十六进制密文、长度不足的密文)。
ErrInvalidInput = errors.New("encryptx: invalid input")
// ErrUnexpectedKey 表示给一个不使用密钥的算法传入了密钥。
//
// 典型场景:把 BASE64、哈希或口令哈希误当成加密算法,却仍然按加密的方式
// 传了密钥。历史版本会静默忽略这个密钥,让调用方以为数据受到了保护。
ErrUnexpectedKey = errors.New("encryptx: unexpected key for a keyless algorithm")
)
// Options 承载算法的额外参数。
//
// 取值务必使用与本包配套的构造函数(如 IntOption、BytesOption)或直接传
// int/string/bool/[]byte,以免类型不符。所有取值都会在解析时校验:
// 类型不对或键名不认识都会返回错误,不再静默回退到默认值。
type Options map[string]any
// Int 读取一个整数选项。第二个返回值表示该键是否存在。
//
// 接受 int、int64,以及能精确表示为整数的 float64(便于处理 JSON 解码结果)。
func (o Options) Int(key string) (int, bool, error) {
raw, ok := o[key]
if !ok {
return 0, false, nil
}
switch v := raw.(type) {
case int:
return v, true, nil
case int64:
return int(v), true, nil
case float64:
if v != float64(int(v)) {
return 0, false, fmt.Errorf("%w: 选项 %q 的值 %v 不是整数", ErrInvalidOption, key, v)
}
return int(v), true, nil
default:
return 0, false, fmt.Errorf("%w: 选项 %q 期望整数, 得到 %T", ErrInvalidOption, key, raw)
}
}
// String 读取一个字符串选项。
func (o Options) String(key string) (string, bool, error) {
raw, ok := o[key]
if !ok {
return "", false, nil
}
v, ok := raw.(string)
if !ok {
return "", false, fmt.Errorf("%w: 选项 %q 期望字符串, 得到 %T", ErrInvalidOption, key, raw)
}
return v, true, nil
}
// Bool 读取一个布尔选项。
func (o Options) Bool(key string) (bool, bool, error) {
raw, ok := o[key]
if !ok {
return false, false, nil
}
v, ok := raw.(bool)
if !ok {
return false, false, fmt.Errorf("%w: 选项 %q 期望布尔值, 得到 %T", ErrInvalidOption, key, raw)
}
return v, true, nil
}
// Bytes 读取一个二进制选项,接受 []byte 或十六进制/Base64 字符串。
func (o Options) Bytes(key string) ([]byte, bool, error) {
raw, ok := o[key]
if !ok {
return nil, false, nil
}
switch v := raw.(type) {
case []byte:
return v, true, nil
case string:
decoded, err := decodeOptionBytes(key, v)
2025-11-03 23:40:41 +08:00
if err != nil {
2026-09-30 15:49:12 +08:00
return nil, false, err
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
return decoded, true, nil
2025-11-03 23:40:41 +08:00
default:
2026-09-30 15:49:12 +08:00
return nil, false, fmt.Errorf("%w: 选项 %q 期望 []byte 或字符串, 得到 %T", ErrInvalidOption, key, raw)
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
// rejectUnknown 校验没有传入未声明的选项,避免参数被静默忽略。
func (o Options) rejectUnknown(allowed ...string) error {
if len(o) == 0 {
return nil
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
known := make(map[string]struct{}, len(allowed))
for _, k := range allowed {
known[k] = struct{}{}
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}
2026-09-30 15:49:12 +08:00
var unknown []string
for k := range o {
if _, ok := known[k]; !ok {
unknown = append(unknown, k)
}
}
if len(unknown) > 0 {
sort.Strings(unknown)
return fmt.Errorf("%w: %v (该算法接受的选项: %v)", ErrUnknownOption, unknown, allowed)
}
return nil
2025-11-03 23:40:41 +08:00
}