Go 中 encryption/decryption 的源文本、键大小关系

Question

在下面的代码中（也在 http://play.golang.org/p/77fRvrDa4A 但在浏览器中使用 "too long to process"）sourceText 的 124 字节版本不会加密因为："message too long for RSA public key size" of 1024。它和更长的 124 字节 sourceText 版本，使用 2048 位密钥大小。

我的问题是如何在给定源文本的字节长度的情况下准确计算 rsa.GenerateKey 中的密钥大小？（一小段文字在4096键大小下需要将近10秒，直到运行时我才知道sourceText的长度。）

在上对此进行了非常简短的讨论，但我不太清楚，因为我不是加密专家。

我的目标是加密、存储在数据库中并解密大约 300 字节长的 JSON 字符串。我控制发送端和接收端。文本加密一次，解密多次。任何策略提示将不胜感激。

package main

import (
    "crypto/md5"
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "fmt"
    "hash"
    "log"
    "time"
)

func main() {
     startingTime := time.Now()
     var err error
     var privateKey *rsa.PrivateKey
     var publicKey *rsa.PublicKey
     var sourceText, encryptedText, decryptedText, label []byte

    // SHORT TEXT 92 bytes
     sourceText = []byte(`{347,7,3,8,7,0,7,5,6,4,1,6,5,6,7,3,7,7,7,6,5,3,5,3,3,5,4,3,2,10,3,7,5,6,65,350914,760415,33}`)
     fmt.Printf("\nsourceText byte length:\n%d\n", len(sourceText))

    // LONGER TEXT 124 bytes
    // sourceText = []byte(`{347,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,65,350914,760415,33}`)
    // fmt.Printf("\nsourceText byte length:\n%d\n", len(sourceText))

    if privateKey, err = rsa.GenerateKey(rand.Reader, 1024); err != nil {
         log.Fatal(err)
    }

    // fmt.Printf("\nprivateKey:\n%s\n", privateKey)

    privateKey.Precompute()

    if err = privateKey.Validate(); err != nil {
         log.Fatal(err)
    }

     publicKey = &privateKey.PublicKey

     encryptedText = encrypt(publicKey, sourceText, label)
     decryptedText = decrypt(privateKey, encryptedText, label)

     fmt.Printf("\nsourceText: \n%s\n", string(sourceText))
     fmt.Printf("\nencryptedText: \n%x\n", encryptedText)
     fmt.Printf("\ndecryptedText: \n%s\n", decryptedText)

     fmt.Printf("\nDone in %v.\n\n", time.Now().Sub(startingTime))
}

func encrypt(publicKey *rsa.PublicKey, sourceText, label []byte) (encryptedText []byte) {
     var err error
     var md5_hash hash.Hash
     md5_hash = md5.New()
     if encryptedText, err = rsa.EncryptOAEP(md5_hash, rand.Reader,           publicKey, sourceText, label); err != nil {
         log.Fatal(err)
     }
     return
}

func decrypt(privateKey *rsa.PrivateKey, encryptedText, label []byte) (decryptedText []byte) {
     var err error
     var md5_hash hash.Hash
     md5_hash = md5.New()
     if decryptedText, err = rsa.DecryptOAEP(md5_hash, rand.Reader, privateKey, encryptedText, label); err != nil {
         log.Fatal(err)
     }
     return
}

Answer 1

人们通常不会根据负载计算 RSA 密钥大小。人们只需要 select 一个基于安全性（越大越好）和性能（越小越好）之间的折衷的 RSA 密钥大小。如果这样做，请使用 hybrid encryption 结合 AES 或其他对称密码来实际加密数据。

如果有效负载不超过 300 字节并且您使用的是 OAEP（至少 42 字节的填充），那么您可以轻松计算最小密钥大小：

(300 + 42) * 8 = 2736 bit

这已经是一个合理大小的密钥。根据当今的规范，它提供了良好的安全性并且速度相当快。无需为此应用混合加密方案。

现在，您可能会注意到密钥大小不是 2 的幂。This is not a problem。但是，您应该使用 64 位倍数的密钥大小，因为处理器使用 32 位和 64 位基元进行实际计算，因此您可以提高安全性而不会降低性能。下一个这样的密钥大小是：

ceil((300 + 42) * 8 / 64.0) * 64 = 2752 bit

以下是一些实验结果，一些 languages/frameworks 接受（不是性能方面的）作为密钥大小：

Golang：1 位的倍数并且 >= 1001（原文如此！）[使用 ideone.com]
PyCrypto：256 位的倍数且 >= 1024 [本地安装]
C#：16 位的倍数且 >= 512 [已使用 ideone.com]
Groovy: 1 位的倍数且 >= 512 [本地安装]
Java: 1 位的倍数且 >= 512 [used ideone.com: Java & Java7]
PHP/OpenSSL 分机：128 位的倍数且 >= 640 [已使用 ideone.com]
Crypto++：1 位的倍数且 >= 16 [本地安装，最大验证强度为 3]

在您决定使用某种特定的密钥大小之前，您应该检查是否所有框架都支持该大小。如您所见，结果差异很大。

我尝试写了一些密钥生成、加密和解密的性能测试，使用不同的密钥大小：512、513、514、516、520、528、544、576。由于我不知道任何去，它很难把握好时机。所以我选择了 Java 和 Crypto++。 Crypto++ 代码可能有很多错误，因为 520 位和 528 位密钥的密钥生成比其他密钥大小快七个数量级，而其他密钥大小对于小密钥大小来说或多或少是恒定的 window .

在 Java 中，密钥生成非常清楚，因为 513 位密钥的生成比 512 位密钥的生成慢 2-3 倍 .除此之外，结果几乎是线性的。该图已标准化，整个 keygen-enc-dec 循环的迭代次数为 1000。

解密在 544 位处略有下降，这是 32 位的倍数。由于它是在 32 位 debian 上执行的，这可能意味着确实有一些性能改进，但另一方面，对于该密钥大小，加密速度较慢。

由于这个基准不是在 Go 中完成的，所以我不会就开销可以有多小给出任何建议。

Go 中 encryption/decryption 的源文本、键大小关系

Source text, key size relationship for encryption/decryption in Go

encryption

cryptography

rsa

aes

go