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Go 2025 密码学年度报告：后量子时代的防御与 FIPS 的“纯 Go”革命

十一月 22, 2025
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大家好，我是Tony Bai。

2025 年 8 月，Go 官方密码学库核心维护者、Geomys 创始人 Filippo Valsorda 在 GopherCon US 上发表了备受瞩目的年度主题演讲 —— “The Go Cryptography State of the Union“。

这是一次年度技术汇报，也是一份关于 Go 语言如何应对未来十年安全挑战的战略蓝图。从抗量子计算的未雨绸缪，到 FIPS 合规的架构性重构，再到令人惊叹的“零漏洞”审计记录，Go 团队用行动证明了：最好的安全性，是让开发者无需感知、却时刻被守护的安全性。

在本文中，我们将深入解读这次演讲的核心内容，从后量子加密的技术细节到纯 Go FIPS 的实现突破，带你一窥 Go 语言构建未来安全防线的全景图。

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后量子时代的第一道防线：ML-KEM

如果说量子计算是悬在现代密码学头顶的达摩克利斯之剑，那么 Go 团队已经提前为我们铸造了盾牌。

来自https://words.filippo.io/2025-state

为什么是现在？”Record Now, Decrypt Later”

Filippo 开场便澄清了一个常见的误区：量子计算机可能还需要 5 到 50 年才能破解现有的非对称加密（如 RSA、ECDH），为什么我们现在就要着急？

答案在于 “Record Now, Decrypt Later”（现在窃听，以后解密） 的攻击模式。攻击者（或是某些国家级力量）可以现在捕获并存储加密流量，耐心等待数十年后量子计算机问世，再解密这些数据。对于长期敏感的信息（如外交电文、个人健康数据、商业机密），现在的连接已经不再安全了。

Go 的应对：ML-KEM 与混合加密

标准落地：Go 1.24 正式在标准库中引入了 crypto/mlkem 包，实现了 NIST 最终选定的后量子密钥交换标准 ML-KEM（即 Kyber）。
默认开启的混合保护：最令人兴奋的是，普通开发者无需修改一行代码。在 crypto/tls 中，Go 1.24+ 默认启用了 X25519 + ML-KEM-768 的混合密钥交换模式。
- 混合的智慧：密码学界对新算法总是保持谨慎。ML-KEM 虽然基于格密码学（Lattices），但仍可能隐藏着未知的数学缺陷。Go 团队采用了“双保险”策略：将经典的 X25519 椭圆曲线算法与 ML-KEM 结合，将两者的结果进行哈希组合。
- 安全性：除非攻击者同时拥有量子计算机（破解 X25519）和破解 ML-KEM 数学结构的天才数学家，否则你的连接坚不可摧。

来自https://words.filippo.io/2025-state

为什么不急于“后量子签名”？

与密钥交换不同，Filippo 解释了为什么后量子数字签名的推进更加缓慢。因为伪造签名需要实时进行，无法通过“现在记录，以后攻击”来实现，因此紧迫性较低。更重要的是，后量子签名的大小通常高达数 KB（相比现在的几百字节），这对网络协议设计带来了巨大的挑战，需要更多时间来演进。

FIPS 140-3：一场“纯 Go”的合规革命

对于服务政府、金融或受监管行业的企业来说，FIPS 140 合规认证往往是强制性的。长期以来，Go 社区只能依赖 Go+BoringCrypto —— 一个基于 CGO 调用 Google 内部 C 语言库 BoringSSL 的方案。

来自https://words.filippo.io/2025-state

这不仅破坏了 Go 引以为傲的“静态编译、无依赖”特性，还引入了 C 代码的内存安全风险。Filippo 甚至透露，Trail of Bits 审计中发现的唯一一个真正漏洞，正是出在 Go+BoringCrypto 中。

Go 1.24+ 的破局：原生 Go 模块

Go 团队做出了一个大胆的决定：用纯 Go 重新实现 FIPS 模块。

原生与透明：新的 FIPS 模块位于 crypto/internal/fips140/…。对于用户来说，它只是标准库的一部分。当开启 FIPS 模式时，标准库会自动路由到这些经过认证的代码路径，而 API 保持完全一致。
全平台制霸：得益于纯 Go 的跨平台特性，FIPS 支持不再局限于特定的 Linux 发行版。Filippo 自豪地展示了他在自家客厅搭建的测试实验室——从高端的 Ampere Altra ARM64 服务器，到女友的 Windows 笔记本，甚至是作为路由器的 EdgeRouter (MIPS/ARM)，全部通过了 FIPS 测试。
无需 CGO：这是最大的胜利。开发者终于可以既拥有 FIPS 合规性，又享受 Go 原生的交叉编译和内存安全。

来自https://words.filippo.io/2025-state

安全记录：用测试堆出来的“零漏洞”

Go 密码学库最令人骄傲的或许不是新特性，而是其惊人的安全记录。

来自https://words.filippo.io/2025-state

惊人的成绩单

零高危漏洞：自 2019 年以来，Go 密码学库未发生过任何严重（Ouch 级别）的安全漏洞。
零 Go 专属漏洞：自 2021 年以来，甚至没有出现过 Go 实现特有的中等严重漏洞（Oof 级别）。所有出现的漏洞几乎都是协议本身的设计缺陷。
审计背书：2025 年初，著名安全公司 Trail of Bits 对 Go 密码学库的基础设施进行了全面审计。结果令人欣慰：他们没有发现任何安全漏洞。

幕后功臣：疯狂的测试

这种安全记录不是运气，而是工程化的结果：

累积测试向量 (Accumulated Test Vectors)：如何测试一个算法在 0 到 200 字节长度的所有组合？这会产生数百万个测试用例。Go 团队使用了一种名为 “Accumulated” 的技巧：将算法在所有输入下的输出进行滚动哈希 (Rolling Hash)，最后只比对这一个哈希值。这使得在 CI 中运行海量测试成为可能。
汇编变异测试 (Assembly Mutation Testing)：密码学底层大量使用汇编。为了测试难以覆盖的分支（例如进位标志的处理），团队开发了一套工具，自动“变异”汇编代码。例如，将一个“带进位加法”指令强制替换为“普通加法”。如果测试套件在汇编代码被故意破坏后依然通过，说明测试覆盖不足。这种反向验证直接消灭了潜在的盲区。

来自https://words.filippo.io/2025-state

细节中的魔鬼：更安全、更快的底层

除了大方向的演进，无数细节的优化构成了 Go 安全的基石。Filippo 分享了几个令人印象深刻的案例：

RSA 的重生：crypto/rsa 包经历了彻底的重构。它不再使用通用的、性能较慢且难以防御侧信道攻击的 math/big 库，而是采用了全新的、常数时间 (Constant-time) 的底层实现。这不仅提升了性能，更从数学层面杜绝了计时攻击。同时，Go 果断移除了对小于 1024 位 RSA 密钥的支持，强制推动行业向更安全的标准迁移。
AES-CTR 性能飞跃：通过一位社区成员 (Boris Nagaev) 的贡献，AES-CTR 模式的性能提升了 2 到 9 倍。
永不失败的随机数：crypto/rand.Read 现在的承诺是 “Never Fails”。
- 在 Linux 上，它利用 vDSO 技术直接调用内核，大幅提升了获取随机数的性能。
- 为了确保承诺，团队甚至重新编写了 seccomp 库，专门用来在测试中模拟 getrandom 系统调用失败的极端场景，确保回退逻辑（fallback）绝对可靠。

小结：不仅要做得好，还要让开发者用得轻松

Filippo Valsorda 的演讲向我们展示了 Go 语言在安全领域的宏大愿景：安全不应是开发者的负担，而应是语言赋予的基础设施。

无论是默认开启的后量子保护，还是透明、无感的 FIPS 合规，Go 团队都在践行一种极致的工程哲学——把复杂性留给自己，把简单留给用户。 他们不满足于仅仅提供“能用”的加密算法，而是致力于通过持续的测试、审计和架构演进，为整个生态系统构筑一道坚不可摧、且能抵御未来威胁的防线。

随着 Go 1.24 及后续版本的发布，每一位 Gopher 手中的工具箱，都已在不知不觉中完成了升级。当我们轻松地编写代码时，Go 的密码学库正在底层默默地为我们抵挡着来自现在和未来的风暴。

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为什么 Go 在悄悄地做 Rust 做不到的事：保持简单

十一月 21, 2025
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本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/11/21/why-go-is-quietly-doing-what-rust-couldnt-staying-simple

大家好，我是Tony Bai。

近日，一篇题为《为什么 Zig 在悄悄地做 Rust 做不到的事：保持简单》的文章在开发者社区引发了热议。文章以其辛辣、富有煽动性的文风，将 Zig 描绘成 Rust 复杂性的“解毒剂”，是“一个终于接受了心理治疗的 C 项目”，并引发了关于“简单性”与“安全性”的深刻辩论。

这不禁让我们——作为 Go 社区的观察者——产生了一个有趣的想法：如果我们将文中的主角 Zig，完全替换为 Go，这篇文章的论点是否依然成立？

Go 语言，在其诞生之初，同样被视为对 C++ 等语言复杂性的“反叛”。它与 Zig 在追求编译速度、二进制简洁性以及“显式优于隐式”的哲学上，有着惊人的相似之处。

于是，我们进行了一次大胆的“思想实验”：在保留原文犀利风格和核心论证结构的前提下，将所有关于 Zig 的部分都替换为 Go，并将代码示例“翻译”为地道的 Go 代码。

这并非意在挑起 Go 与 Rust 之间的“战争”，而是希望通过这样一次“角色扮演”，从一个全新的、极具张力的视角，来重新审视 Go 语言的设计哲学，以及它在现代编程语言光谱中所占据的那个独特、宝贵且时常被误解的位置。

以下，便是这次思想实验的成果。各位小伙伴儿品一品，这样替换后，是不是不仅完美地道出了 Go 在“简单”与“显式”上的坚持，更说出了许多 Gopher 心里想说，却又不好意思直接对 Rust 爱好者说出口的‘真心话’？

Rust 对安全性大声疾呼。Go 只是把它构建了进去——没有那些仪式感、没有那些说教、也没有那 15 分钟的编译时间。

引子

我第一次写 Go 代码的时候，忍不住笑出声来。不是因为它好笑——而是因为我不敢相信，在现代编程世界里，还存在着如此……安静的东西。

在与 Rust “搏斗”多年之后——那门承诺将我们从 C 的苦海中拯救出来，却不知怎的变成了一场性格测试的语言——Go 感觉就像是 Rust 霓虹闪烁的都市中心里，一间温暖、极简的小木屋。

而这，正是关键所在。

Go 并非试图成为未来。它只是想保持理智。

Rust 承诺了天堂，却给了我们一堆文书工作

还记得那股炒作的热潮吗？Rust 是“C 语言杀手”，是内存安全的“弥赛亚”，是系统编程的“救世主”。

平心而论，Rust 确实……算是兑现了。你可以写出快如闪电的安全代码——在你向借用检查器献祭了三只山羊和整个周末的心智健全之后。

你看着这样的代码：

// Rust
fn main() {
    let mut data = vec![1, 2, 3];
    let ref1 = &data;
    data.push(4); // 借用检查器：“凡人，你不能这么做。”
    println!("{:?}", ref1);
}

你会想，为什么？为什么我的编译器听起来像我的前任在解释情感边界？

Rust 像一个严厉的治疗师一样教你所有权。而 Go 呢，只是耸耸肩说：“你搞坏了，你修好它。”

这就是哲学的分水岭。Rust 假设你不可信。Go 假设你是个成年人。

Rust 的才华毋庸置疑——安全、并发、无畏的重构。但它也……让人筋疲力尽。那些仪式感。那些工具链。那种将过度工程伪装成纯粹性的文化。

而 Go 呢，穿着连帽衫，拿着半个三明治出现，说：“嘿，想不想直接把该死的二进制文件构建出来？”

无聊之美

这是大多数人忽略的一点：简单不是一个特性。它是一种反叛。

Go 看起来很无聊。感觉也很无聊。读起来就像一个终于接受了心理治疗的 C 项目。

// Go
package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello, World!")
}

就是这样。没有宏。没有 build.rs。没有 Cargo 尖叫着说哪个 crate 过期了。

仅仅。一个。编译器。

其底层呢？一个能让你团队喜极而泣的设计：

没有隐藏的控制流。
没有未定义行为。
** 没有运行时的“惊吓” (No runtime surprises)**。（即，没有像 JIT 或复杂后台进程那样，会产生不可预测行为的“魔法”运行时）
一个像钟表一样精确工作的确定性构建系统。

你可以去读 Go 编译器的源码，并且真的能读懂它。你去试试读 Rust 的编译器源码，那你需要咖啡因、心理治疗和一个祈祷小组。

Go 不性感。它很实用。它是那种你会忘记你正在使用的语言——而这，是最高的赞美。

Rust 扩展了代码库，Go 扩展了人类

说实话吧——Rust 最大的优点也是它最大的诅咒：它迫使你思考。不停地思考。

每一行代码都是一场关于生命周期、可变性和宇宙正义的哲学辩论。

Go 呢？Go 就像是说：“嘿，这是内存。别把自己捅了就行。” (笔者注：Go是GC语言，这句直接替换zig后的表达可能不是很契合)

这很重要。尤其是在团队中。

Rust 感觉像学术界——人们在 Slack 上辩论着 monad，而功能的截止日期却在悄悄溜走。Go 感觉像那个穿着脏兮兮运动鞋、代码却能跑起来的初创公司工程师。

在 Swiggy 这样的规模下，Go 取代了 Java 后端，因为它扩展了开发团队。Go 也许正在悄悄地为系统编程做同样的事情——不是因为它“更好”，而是因为它更人性化。 (笔者注：由于有特定背景局限，这里将zig替换为Go后可能也不是很契合了)

你不需要一块精神白板来在脑中记住 12 条借用规则。你只需要……写。

讽刺的转折：Go 才是 Rust 假装要成为的样子

Rust 将自己营销为“安全的系统编程”。但它实际上是——一个系统框架。

Cargo、crates、宏、过程魔法——这是一个生态系统，而不是一门语言。华丽，但沉重。

Go 把所有这些都剥离了。

没有依赖爆炸。没有语言版本混乱。没有每夜构建的轮盘赌。

最关键的是——Go 的构建系统是如此集成，如此具有确定性，以至于整个 CI/CD 的设置都感觉更清爽了。

Rust 像一座现代大教堂一样构建。Go 像一条工具腰带一样构建。

“Go 不试图保护你。它试图赋予你力量。”

这就是那场安静的反叛。Go 相信你知道自己在做什么——它只给你足够的绳子让你把事情绑在一起，而不是让你上吊。

而讽刺的是什么？Go 中那些“不安全”的部分，在实践中往往最终更安全，因为你能看到一切。没有魔法。没有语法糖。只有原始的意图。

当炒作退去，简单性胜出

每个技术周期都以同样的方式结束。

炒作机器火力全开。Medium 上的文章成倍增加。Meme 如潮水般涌来。然后有一天——凌晨两点，生产环境着火了，你只想知道为什么该死的二进制文件崩溃了。

Rust 给了你安全。但 Go 给了你清晰。

// Go
package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.Create("output.txt")
    if err != nil {
        // 你能清晰地看到错误处理
        panic(err)
    }
    defer file.Close()

    _, err = file.WriteString("Explicit is better than implicit.")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
}

你简直可以追踪到每一个字节。没有隐藏的分配器。没有神秘之处。

这正是老派 C 开发者所怀念的那种控制感——但现代开发者却忘记了自己也需要这种感觉。