golang 1.24在密码相关领域的改动

最近把Tape的golang版本升级到1.24了，golang 1.24里自带后量子相关的密码学TLS实践，大家感兴趣的可以自己试一下。

以下是 Go 1.24 在密码学和数学相关领域的主要改动总结：

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密码学相关改动

新增包

1. crypto/mlkem

   • 新增对 ML-KEM-768 和 ML-KEM-1024（原 Kyber 算法）的支持，这是后量子密钥交换机制，符合 FIPS 203 标准。

2. crypto/hkdf

   • 实现 RFC 5869 定义的 HMAC 基于提取和扩展的密钥派生函数（HKDF）。

3. crypto/pbkdf2

   • 实现 RFC 8018 定义的基于密码的密钥派生函数（PBKDF2）。

4. crypto/sha3

   • 新增对 SHA-3 哈希函数、SHAKE 和 cSHAKE 可扩展输出函数的支持（基于 FIPS 202 标准）。

5. weak 包

   • 提供弱指针（weak pointers）支持，用于构建内存高效的数据结构（如弱映射、规范化缓存等）。

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FIPS 140-3 合规性

• 新增 GOFIPS140 环境变量 和 fips140 GODEBUG 设置，支持在构建和运行时启用 FIPS 140-3 模式。
• 标准库内部透明使用符合 FIPS 的算法实现（无需代码改动）。

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现有包改进

1. crypto/aes

   • NewCipher 返回的值不再实现 NewCTR、NewGCM 等方法（这些方法已废弃）。应直接使用 crypto/cipher 包中的函数。

2. crypto/cipher

   • 新增 NewGCMWithRandomNonce，生成随机 Nonce 并预置到密文中。
   • 弃用 NewOFB、NewCFBEncrypter 和 NewCFBDecrypter（推荐使用 AEAD 模式或 NewCTR）。
   • AES-CTR 模式在 amd64/arm64 上性能提升数倍。

3. crypto/ecdsa

   • 当随机源为 nil 时，PrivateKey.Sign 现在生成确定性签名（RFC 6979）。

4. crypto/rand

   • Read 函数现在保证不返回错误（遇到错误时程序直接崩溃）。
   • Linux 6.11+ 通过 vDSO 调用 getrandom，性能显著提升。
   • 新增 Text 函数，生成加密安全的随机文本字符串。

5. crypto/rsa

   • 禁止生成或使用小于 1024 位的密钥（可通过 //go:debug rsa1024min=0 临时禁用）。
   • 支持 SHA-512/224、SHA-512/256 和 SHA-3 签名。
   • 密钥操作在 WebAssembly 上性能提升 2 倍。

6. crypto/subtle

   • 新增 WithDataIndependentTiming 函数，确保代码在恒定时间内执行（当前仅 arm64 支持 PSTATE.DIT 位）。
   • XORBytes 现在要求输出与输入完全不重叠或完全重叠（否则 panic）。

7. crypto/tls

   • 支持加密客户端问候（ECH），通过 Config.EncryptedClientHelloKeys 启用。
   • 新增后量子密钥交换机制 X25519MLKEM768（默认启用）。
   • 移除实验性 X25519Kyber768Draft00 支持。

8. crypto/x509

   • 移除 x509sha1 GODEBUG 设置，不再支持 SHA-1 签名验证。
   • 改进 RSA 密钥解析和验证逻辑（拒绝更多无效密钥）。
   • 支持 RFC 5280 和 RFC 9618 的策略验证。

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数学相关改动

math/big

• Float、Int 和 Rat 类型新增实现 encoding.TextAppender 接口。

math/rand

• 废弃的全局 Seed 函数现在无效（需通过 GODEBUG=randseednop=0 恢复旧行为）。

math/rand/v2

• ChaCha8 和 PCG 生成器新增实现 encoding.BinaryAppender 接口。

hash 相关包

• 多个哈希函数（md5、sha1、sha256、sha512、adler32、crc32、crc64、fnv）的实现现在支持 encoding.BinaryAppender 接口。

hash/maphash

• 新增 Comparable 和 WriteComparable 函数，支持对任意可比较值（如 map 键）计算哈希。

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其他相关改动

• runtime.AddCleanup：新增更灵活的资源清理机制（优于 SetFinalizer）。
• weak 包：与 runtime.AddCleanup 和 maphash.Comparable 结合，支持高效缓存和规范化数据结构。

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这些改动显著提升了密码学安全性、性能和后量子计算支持，同时简化了相关 API 的使用。

ref https://go.dev/doc/go1.24