Golang Engineering Components Leichter Authentifizierungsmechanismus JWT HS, RS. ES, ED Signaturschlüsselgenerierung

Wenn wir JWT (JSON Web Token) zur Authentifizierung verwenden, müssen wir das Token mit einem Signaturalgorithmus verschlüsseln. Zu den in JWT häufig verwendeten Signaturalgorithmen gehören HS, RS, ES und ED. In diesem Artikel werden die Grundkonzepte dieser Signaturalgorithmen vorgestellt und erläutert, wie die entsprechenden Schlüssel in Golang generiert werden.

1. HS-Signaturalgorithmus

HS (HMAC-SHA) ist ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der einen gemeinsamen Schlüssel für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgänge erfordert. In JWT können wir HS256-, HS384- und HS512-Hashwerte mit drei verschiedenen Längen als Verschlüsselungsalgorithmen verwenden.

Hier ist ein einfaches Beispiel:

package main

import (
    "crypto/rand"
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
    // 生成随机的共享密钥
    key := make([]byte, 32)
    _, err := rand.Read(key)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    // 将共享密钥转换成Base64编码字符串
    encodedKey := base64.URLEncoding.EncodeToString(key)

   fmt.Println(encodedKey)
}

In diesem Beispiel haben wir zunächst mit dem Paket crypto/rand eine zufällige Bytefolge generiert und diese als gemeinsames Geheimnis verwendet. Anschließend konvertieren wir diese Bytefolge in einen Base64-codierten String und geben ihn an die Konsole aus.

1. RS-Signaturalgorithmus

RS (RSA-SHA) ist ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgänge einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel erfordert. In JWT können wir drei RSA-Schlüssel unterschiedlicher Länge, RS256, RS384 und RS512, als Verschlüsselungsalgorithmen verwenden.

Hier ist ein einfaches Beispiel:

package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
    // 生成RSA密钥对
    privateKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

   publicKey := &privateKey.PublicKey

   // 将公钥和私钥转换成Base64编码字符串
   encodedPrivateKey := base64.URLEncoding.EncodeToString(x509.MarshalPKCS1PrivateKey(privateKey))
   encodedPublicKey := base64.URLEncoding.EncodeToString(x509.MarshalPKCS1PublicKey(publicKey))

   fmt.Println(encodedPrivateKey)
   fmt.Println(encodedPublicKey)
}

In diesem Beispiel verwenden wir das Paket crypto/rsa, um ein 2048-Bit-RSA-Schlüsselpaar zu generieren und es als Signaturschlüssel zu verwenden. Anschließend wandeln wir das Schlüsselpaar in einen Base64-codierten String um und geben ihn an die Konsole aus.

1. ES-Signaturalgorithmus

ES (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) ist ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der auf der Elliptic-Curve-Kryptographie basiert. In JWT können wir ECDSA-Kurven (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) mit drei verschiedenen Längen ES256, ES384 und ES512 als Verschlüsselungsalgorithmen verwenden.

Hier ist ein einfaches Beispiel:

package main

import (
    "crypto/ecdsa"
    "crypto/elliptic"
    "crypto/rand"
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
   // 生成ECDSA曲线密钥对
   privateKey, err := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)
   if err != nil {
       fmt.Println(err)
       return
   }

   publicKey := &privateKey.PublicKey

   // 将公钥和私钥转换成Base64编码字符串
   encodedPrivateKey, _ := x509.MarshalECPrivateKey(privateKey)
   encodedPublicKey, _ := x509.MarshalPKIXPublicKey(publicKey)

   fmt.Println(base64.URLEncoding.EncodeToString(encodedPrivateKey))
   fmt.Println(base64.URLEncoding.EncodeToString(encodedPublicKey))
}

In diesem Beispiel verwenden wir das Paket crypto/ecdsa, um ein auf der P-256-Kurve basierendes ECDSA-Schlüsselpaar zu generieren und es als Signaturschlüssel zu verwenden. Anschließend wandeln wir das Schlüsselpaar in einen Base64-codierten String um und geben ihn an die Konsole aus.

1. ED-Signaturalgorithmus

ED (Edwards-Curve Digital Signature Algorithm) ist ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der auf der Edwards-Kurven-Kryptographie basiert. In JWT können wir zwei Edwards-Kurven unterschiedlicher Länge, ED25519 und ED448, als Verschlüsselungsalgorithmen verwenden.

Hier ist ein einfaches Beispiel:

package main

import (
    "crypto/ed25519"
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
     // 生成ED25519密钥对
     publicKey, privateKey, err := ed25519.GenerateKey(nil)
     if err != nil {
         fmt.Println(err)
         return
     }

     // 将公钥和私钥转换成Base64编码字符串
     encodedPrivateKey := base64.URLEncoding.EncodeToString(privateKey)
     encodedPublicKey := base64.URLEncoding.EncodeToString(publicKey)

     fmt.Println(encodedPrivateKey)
     fmt.Println(encodedPublicKey)
}

In diesem Beispiel verwenden wir das Paket crypto/ed25519, um ein ED25519-Schlüsselpaar zu generieren und es als Signaturschlüssel zu verwenden. Anschließend wandeln wir das Schlüsselpaar in einen Base64-codierten String um und geben ihn an die Konsole aus.

Zusammenfassen

HS, RS, ES und ED sind häufig verwendete Signaturalgorithmen in JWT. In Golang können entsprechende Pakete verwendet werden, um entsprechende Schlüssel zu generieren. In praktischen Anwendungen müssen wir den Verschlüsselungsalgorithmus und die Schlüssellänge entsprechend den Sicherheitsanforderungen angemessen auswählen und die Sicherheit des Schlüssels gewährleisten.