Golang中RSA的X931标准支持探讨

在标准库 crypto/rsa 中确实没有直接支持 X9.31 标准的函数。不过，可以通过组合现有功能来实现 X9.31 的填充方案。以下是一个示例实现：

package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/sha256"
    "errors"
    "hash"
    "io"
)

// X931Padding 实现 X9.31 填充
func X931Padding(msg []byte, n int, hash hash.Hash, random io.Reader) ([]byte, error) {
    hashLen := hash.Size()
    if len(msg) > n-2*hashLen-2 {
        return nil, errors.New("message too long")
    }

    // 步骤1: 计算哈希
    hash.Write(msg)
    H := hash.Sum(nil)
    hash.Reset()

    // 步骤2: 生成随机数
    R := make([]byte, hashLen)
    if _, err := io.ReadFull(random, R); err != nil {
        return nil, err
    }

    // 步骤3: 构造填充块
    padding := make([]byte, n)
    padding[0] = 0x6B
    pos := 1

    // 插入哈希 H
    copy(padding[pos:], H)
    pos += hashLen

    // 插入 PS (填充字符串)
    psLen := n - len(msg) - 2*hashLen - 2
    for i := 0; i < psLen; i++ {
        padding[pos] = 0xBB
        pos++
    }
    padding[pos] = 0xBA
    pos++

    // 插入随机数 R
    copy(padding[pos:], R)
    pos += hashLen

    // 插入消息
    copy(padding[pos:], msg)
    pos += len(msg)

    padding[n-1] = 0xCC
    return padding, nil
}

// X931Unpadding 实现 X9.31 去填充
func X931Unpadding(padded []byte, hash hash.Hash) ([]byte, error) {
    n := len(padded)
    hashLen := hash.Size()

    if n < 2*hashLen+2 {
        return nil, errors.New("invalid padding length")
    }
    if padded[0] != 0x6B || padded[n-1] != 0xCC {
        return nil, errors.New("invalid padding markers")
    }

    // 提取哈希 H
    H := padded[1 : 1+hashLen]

    // 查找分隔符 0xBA
    baIndex := -1
    for i := 1 + hashLen; i < n-hashLen-1; i++ {
        if padded[i] == 0xBA {
            baIndex = i
            break
        }
    }
    if baIndex == -1 {
        return nil, errors.New("separator not found")
    }

    // 提取随机数 R
    R := padded[baIndex+1 : baIndex+1+hashLen]

    // 提取消息
    msg := padded[baIndex+1+hashLen : n-1]

    // 验证哈希
    hash.Write(msg)
    computedH := hash.Sum(nil)
    hash.Reset()

    if !equal(H, computedH) {
        return nil, errors.New("hash verification failed")
    }

    // 这里可以添加对随机数 R 的验证（如果需要）
    _ = R

    return msg, nil
}

func equal(a, b []byte) bool {
    if len(a) != len(b) {
        return false
    }
    for i := range a {
        if a[i] != b[i] {
            return false
        }
    }
    return true
}

// 使用示例
func main() {
    // 生成 RSA 密钥
    privKey, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 原始消息
    message := []byte("Hello X9.31")

    // X9.31 填充
    hash := sha256.New()
    padded, err := X931Padding(message, privKey.PublicKey.Size(), hash, rand.Reader)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // RSA 加密
    encrypted, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, &privKey.PublicKey, padded)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // RSA 解密
    decrypted, err := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader, privKey, encrypted)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // X9.31 去填充
    hash.Reset()
    original, err := X931Unpadding(decrypted, hash)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    println("Decrypted message:", string(original))
}

这个实现包含了 X9.31 的主要步骤：

1. 计算消息哈希
2. 生成随机数
3. 构造填充块
4. 验证机制

如果需要完整的 X9.31 标准实现，可以考虑以下第三方库：

• github.com/enceve/crypto/x931
• github.com/tjfoc/gmsm/sm2（包含相关实现）

注意：生产环境使用时需要更严格的错误处理和边界检查。