量化指標是與非：挽救被量化指標扼殺的技術團隊
作者 | 劉新翠整理 | 徐杰承本文整理自快狗打車技術總監劉新翠在WOT2023大會上的主題分享，更多精彩內容及現場PPT，請關注51CTO技術棧公眾號，發消息【WOT2023PPT】即可直接領取
在一個中型以上的項目中, 我們一般會在項目工程中開辟一個pkg文件夾用來存放一些基礎工具接口,比如:數據庫、中間件、加解密算法、基礎協議等等。在這篇文章中, 我主要分享一下在基于Go語言的項目中, 加解密算法中如何封裝一個通用的加解密接口, 并以使用比較廣泛的AES加解密算法實現為基礎進行講解, 最后模擬客戶端分別演示調用AES的加密接口和解密接口。
在一個正規項目中, 我們要封裝的文件主要添加在算法文件夾下, 目錄結構規劃如下:
pkg | ---- algorithm | ---- base.go // 基礎接口函數定義 | ---- aes.go // aes加解密算法接口 | ---- aes_test.go // aes加解密算法接口函數測試我在名為"algorithm"文件夾下新建了三個文件, 其中base.go為基礎接口函數定義, 因為以后可能要加入進來的算法會比較多,因此需要有一個基礎類文件來定義通用函數接口。
aes.go文件中主要實現AES算法的加解密過程, 并提供一個對外的初始化接口,方便應用層調用。
aes_test.go是作為單元測試的文件, 在里面可以針對AES加密函數和解密函數寫測試用例, 不用編譯整個工程實現單元測試。
如果后面有新的算法加入進來, 例如:des算法, 只需要添加一個des.go和des_test.go文件, 在里面實現函數功能即可。
基礎接口實現主要在base.go文件中, 因為對于所有加密算法來講, 都有兩個最基礎通用的方法:加密函數和解密函數,因此這里定義了兩個通用的方法接口:
type IAlgorithm interface { Encrypt() // 加密函數接口 Decrypt() // 解密函數接口}因為現在不知道項目默認需要使用什么算法,因此實現這兩個方法的空接口:
type DefaultAlgorithm struct{}func (dal DefaultAlgorithm) Encrypt() {}func (dal DefaultAlgorithm) Decrypt() {}考慮在應用層方便切換不同的算法, 這里需要設計一個管理接口的方法, 首先定義一個結構體:
type AlgorithmManager struct { algorithm IAlgorithm}在這個結構體中, 成員是上面接口名稱的對象。
然后我定義了兩個方法, 一個是設置算法對象的方法, 另一個是執行算法方式的方法。
首先是設置算法對象的方法:
func (gor *AlgorithmManager) SetAlgorithm(algorithm IAlgorithm) { gor.algorithm = algorithm}這個方法會接收一個參數,這個參數就是用戶想要調用哪種算法的對象, 只有給接口賦對應算法的對象,接口才知道調用哪個算法的方法。
其次是運行算法類型的方法:
const ( encryptMode = "encrypt" decryptMode = "decrypt")func (gor *AlgorithmManager) RunAlgorithm(runMode string) { switch runMode { case encryptMode: gor.algorithm.Encrypt() break case decryptMode: gor.algorithm.Decrypt() break }}這里我定義了兩個模式用來標識加密模式和解密模式, 當給RunAlgorithm傳參encryptMode, 則會執行加密函數,反之則執行解密函數。
在AES加解密客戶端調用接口中, 我選擇了選項設計模式, 用戶可以根據加密算法和解密算法參數不同進行靈活的選項傳參。
首先定義一個方法結構體:
type AesAlgorithm struct { AppAlg *AlgorithmManager EncryptKey string // 密鑰 PlaintextContent string // 明文內容 CiphertextContent string // 密文內容}在這個結構體中, 密鑰、明文內容、密文內容是我們在使用功能過程中必須傳入的參數, 其中還帶有一個結構對象指針: *AlgorithmManager, 方便我們將AES算法的對象傳給接口,讓其調用AES的加密方法或解密方法。
其次定義一個方便客戶端調用的接口, 并使用動態選項傳參,實現代碼如下:
type AesAlgorithmOption func(aes *AesAlgorithm)// 用戶初始化調用并傳參func NewAesAlgorithm(options ...AesAlgorithmOption) *AesAlgorithm { aesAlg := &AesAlgorithm{ AppAlg: new(AlgorithmManager), EncryptKey: "", PlaintextContent: "", CiphertextContent: "", } for _, option := range options { option(aesAlg) } return aesAlg}// 通過該選項函數傳入keyfunc WithEncryptKey(key string) AesAlgorithmOption { return func(aes *AesAlgorithm) { aes.EncryptKey = key }}// 通過該選項函數傳入明文func WithPlaintextContent(plainText string) AesAlgorithmOption { return func(aes *AesAlgorithm) { aes.PlaintextContent = plainText }}// 通過該選項函數傳入密文func WithCiphertextContent(cipherContent string) AesAlgorithmOption { return func(aes *AesAlgorithm) { aes.CiphertextContent = cipherContent }}下面我們還實現了兩個內部函數,分別是加密和解密過程中需要填充塊的實現方法,代碼如下:
加密填充塊:
func pkcs5Padding(cipherText []byte, blockSize int) []byte { padding := blockSize - len(cipherText)%blockSize padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding) return append(cipherText, padtext...)}解密填充塊:
func pkcs5UnPadding(origData []byte) []byte { length := len(origData) unpadding := int(origData[length-1]) return origData[:(length - unpadding)]}最后實現了加密接口函數和解密接口函數,代碼如下:
加密接口函數實現:
func (aalg *AesAlgorithm) Encrypt() { tmpKeys := []byte(aalg.EncryptKey) tmpPlaintext := aalg.PlaintextContent block, err := aes.NewCipher(tmpKeys) if err != nil { fmt.Println("aes加密失敗,原因:" + err.Error()) return } blockSize := block.BlockSize() origData := pkcs5Padding([]byte(tmpPlaintext), blockSize) blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, tmpKeys[:blockSize]) crypted := make([]byte, len(origData)) blockMode.CryptBlocks(crypted, origData) aalg.CiphertextContent = hex.EncodeToString(crypted)}解密接口函數實現:
func (aalg *AesAlgorithm) Decrypt() { tmpKeys := []byte(aalg.EncryptKey) cryptedByte, _ := hex.DecodeString(aalg.CiphertextContent) block, err := aes.NewCipher(tmpKeys) if err != nil { fmt.Println("aes解密失敗,原因:" + err.Error()) return } blockSize := block.BlockSize() blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, tmpKeys[:blockSize]) origin := make([]byte, len(cryptedByte)) blockMode.CryptBlocks(origin, cryptedByte) decryptStrings := pkcs5UnPadding(origin) aalg.PlaintextContent = string(decryptStrings)}我在aes_test.go中實現加密函數測試模塊:TestEncrypt(t *testing.T), 代碼如下:
func TestEncrypt(t *testing.T) { aesAlg := NewAesAlgorithm( WithEncryptKey("ZEplYJFPLlhhMaJI"), WithPlaintextContent("qYWwo7!!Eq-TX3q"), ) aesAlg.AppAlg.SetAlgorithm(aesAlg) aesAlg.AppAlg.RunAlgorithm("encrypt") fmt.Println(aesAlg.CiphertextContent)}在上面的代碼中, 我們調用了AES算法的對外統一接口函數:NewAesAlgorithm, 并分別調用WithEncryptKey和WithPlaintextContent傳入了Key內容和明文內容, 并調用接口管理方法:SetAlgorithm進行對象賦值, 最后調用RunAlgorithm("encrypt")方法進行AES加密,實際結果如下:
同樣在aes_test.go中實現加密函數測試模塊:TestDecrypt(t *testing.T), 代碼如下:
func TestDecrypt(t *testing.T) { aesAlg := NewAesAlgorithm( WithEncryptKey("ZEplYJFPLlhhMaJI"), WithCiphertextContent("31404e2eb60e2d16faae152106882f4b"), ) aesAlg.AppAlg.SetAlgorithm(aesAlg) aesAlg.AppAlg.RunAlgorithm("decrypt") fmt.Println(aesAlg.PlaintextContent)}在上面的代碼中, 我們調用了AES算法的對外統一接口函數:NewAesAlgorithm, 并分別調用WithEncryptKey和WithCiphertextContent傳入了Key內容和上面加密的密文內容, 并調用接口管理方法:SetAlgorithm進行對象賦值, 最后調用RunAlgorithm("decrypt")方法進行AES解密,實際結果如下:
可以看到，成功解密出密文且跟加密時傳入的明文一致，解密正確。
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