Rust 加密解密：使用库和自定义算法

使用 Rust 编写加密解密内容：Rust 是一种强类型、静态类型的编程语言，它具有高性能、内存安全、并发性和可读性等优点。在 Rust 中，可以使用现成的加密解密库，也可以自己编写加密解密算法。

下面演示使用 Rust 编写常见的加密解密算法。

使用现成的加密解密库

Rust 中有许多现成的加密解密库，如 'rust-crypto'、'ring'、'sodiumoxide' 等。这些库提供了多种加密算法和哈希算法，使用起来很方便。下面以 'rust-crypto' 库为例，演示如何使用库中的加密算法。

安装库

在 Rust 项目中使用 'rust-crypto' 库，需要在项目的 'Cargo.toml' 文件中添加依赖：

[dependencies]
rust-crypto = "0.2.36"

编写加密解密代码

下面演示使用 'rust-crypto' 库中的 AES 算法进行加密解密。

extern crate crypto;

use crypto::aes::{self, KeySize};
use crypto::blockmodes::{BlockMode, Cbc};
use crypto::buffer::{BufferResult, ReadBuffer, WriteBuffer};

fn encrypt(key: &[u8], iv: &[u8], plaintext: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let mut encryptor = aes::cbc_encryptor(KeySize::KeySize128, key, iv, blockmodes::PkcsPadding);

    let mut ciphertext = Vec::<u8>::new();
    let mut buffer = [0; 4096];
    let mut read_buffer = crypto::buffer::RefReadBuffer::new(plaintext);
    let mut write_buffer = crypto::buffer::RefWriteBuffer::new(&mut buffer);

    loop {
        let result = encryptor.encrypt(&mut read_buffer, &mut write_buffer, true).unwrap();
        ciphertext.extend_from_slice(write_buffer.take_read_buffer().take_remaining());
        match result {
            BufferResult::BufferUnderflow => break,
            BufferResult::BufferOverflow => {},
        }
    }

    ciphertext
}

fn decrypt(key: &[u8], iv: &[u8], ciphertext: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let mut decryptor = aes::cbc_decryptor(KeySize::KeySize128, key, iv, blockmodes::PkcsPadding);

    let mut plaintext = Vec::<u8>::new();
    let mut buffer = [0; 4096];
    let mut read_buffer = crypto::buffer::RefReadBuffer::new(ciphertext);
    let mut write_buffer = crypto::buffer::RefWriteBuffer::new(&mut buffer);

    loop {
        let result = decryptor.decrypt(&mut read_buffer, &mut write_buffer, true).unwrap();
        plaintext.extend_from_slice(write_buffer.take_read_buffer().take_remaining());
        match result {
            BufferResult::BufferUnderflow => break,
            BufferResult::BufferOverflow => {},
        }
    }

    plaintext
}

fn main() {
    let key = b"0123456789abcdef";
    let iv = b"0123456789abcdef";
    let plaintext = b"hello world";

    let ciphertext = encrypt(key, iv, plaintext);
    let decrypted_plaintext = decrypt(key, iv, &ciphertext);

    assert_eq!(plaintext.to_vec(), decrypted_plaintext);
}

自己编写加密解密算法

如果你想自己编写加密解密算法，可以使用 Rust 中提供的加密原语和数据类型，如位运算、字节序列、随机数生成器等。下面演示使用 Rust 编写一个简单的加密解密算法。

use std::convert::TryInto;

const KEY: [u8; 32] = *b"0123456789abcdef0123456789abcdef";
const IV: [u8; 16] = *b"0123456789abcdef";

fn encrypt(plaintext: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let mut ciphertext = Vec::with_capacity(plaintext.len());

    let mut iv = IV;
    for block in plaintext.chunks(16) {
        let mut block: [u8; 16] = block.try_into().unwrap();
        for i in 0..16 {
            block[i] ^= iv[i];
        }
        iv = block;
        ciphertext.extend_from_slice(&block);
    }

    ciphertext
}

fn decrypt(ciphertext: &[u8]) -> Vec<u8> {
    let mut plaintext = Vec::with_capacity(ciphertext.len());

    let mut iv = IV;
    for block in ciphertext.chunks(16) {
        let mut block: [u8; 16] = block.try_into().unwrap();
        let prev_iv = iv;
        iv = block;
        for i in 0..16 {
            block[i] ^= prev_iv[i];
        }
        plaintext.extend_from_slice(&block);
    }

    plaintext
}

fn main() {
    let plaintext = b"hello world";

    let ciphertext = encrypt(plaintext);
    let decrypted_plaintext = decrypt(&ciphertext);

    assert_eq!(plaintext.to_vec(), decrypted_plaintext);
}

这个加密算法使用了 CBC 模式，将明文分成 16 字节的块，每个块加上前一个块的密文作为初始向量进行加密。解密时也是类似的过程。这个算法很简单，只是为了演示 Rust 中的加密原语和数据类型。实际应用中应该使用更加复杂的算法和模式。