C語言使用openSSL庫AES模塊實現(xiàn)加密功能詳解
更新時間：2017年05月22日 11:29:42 作者：erlang_hell
這篇文章主要介紹了C語言使用openSSL庫AES模塊實現(xiàn)加密功能,詳細分析了C語言加密的相關概念、原理及AES模塊加密具體實現(xiàn)技巧,需要的朋友可以參考下
本文實例講述了C語言使用openSSL庫AES模塊實現(xiàn)加密功能。分享給大家供大家參考，具體如下：
概述
在密碼學里面一共有3中分類：
1.對稱加密/解密
對稱加密比較常見的有DES/AES。加密方和解密方都持有相同的密鑰。對稱的意思就是加密和解密都是用相同的密鑰。
2.非對稱加密/解密
常見的加密算法DSA/RSA。如果做過Google Pay的話，應該不會陌生。非對稱意味著加密和解密使用的密鑰不是相同的。這種應用的場合是需要保持發(fā)起方的權威性，比如Google中一次支付行為，只能Google通過私鑰來加密產(chǎn)出來，但是大家都能通過公鑰來認證這個是真的。打個更加淺顯的比方：私鑰可以理解成美聯(lián)儲的印鈔機，公鑰可以理解成在民間無數(shù)的美元驗鈔機。
還有一個場合也是https使用證書方式登錄的時候，也是使用的雙向的非對稱加密模式來做的。
3.離散
這種只能被稱為驗簽，而不是加密。因為這類算法只能一個方向（將輸入數(shù)據(jù)離散到某個特定的數(shù)字，反向解密是無法做到的。）。最常見的算法就是MD5。在寫php的時候大量的使用這種驗簽來做認證。他可以將字符串離散成32byte的16進制的數(shù)字。
本次使用AES CBC方式來加密。CBC模式加密是SSL的通訊標準，所以在做游戲的時候經(jīng)常會使用到。openSSL的基本用法可以參考這個
兩個細節(jié)
這種加密的需要了解下面兩個細節(jié)：
1.加密的內(nèi)存塊一般按照16字節(jié)（這個也可以調(diào)整）對齊；當原始內(nèi)存塊沒有對齊字節(jié)數(shù)的時候，需要填充；
2.加密解密不會引發(fā)內(nèi)存的膨脹或者縮?。?/p>
最近在使用Python,Java,c#都去看過AES的接口，最輕松的是c#,java。當使用C來寫，才能明顯感受到在這些操作過程中，有多少次內(nèi)存的分配，多少的內(nèi)存拼接。啥事都有成本，封裝良好的語言損失掉的效率可能來自于這些便利。
準備知識
函數(shù)接口
int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key); int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key); // 設置加密key AES_KEY aes; AES_set_encrypt_key(key,128,&aes);// 這里填寫的128是bit位，128bit=(128/8)bytes=16bytes，這個換算和32bit對應int為內(nèi)存指針的原理一樣。 // 初始化自己的key char key[16]; // 加密函數(shù) void AES_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out, size_t length, const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, const int enc); # define AES_BLOCK_SIZE 16 // aes.h 71 lines # define AES_ENCRYPT 1 // aes.h 63 lines # define AES_DECRYPT 0 // aes.h 64 lines // 定義一個加密的初始化向量 unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE]; // 加密 AES_cbc_encrypt(raw_buf,encrypt_buf,buf_size,&aes,iv,AES_ENCRYPT); // 解密 AES_cbc_encrypt(raw_buf,encrypt_buf,buf_size,&aes,iv,AES_DECRYPT);
字串轉(zhuǎn)換
// 16進制的字串轉(zhuǎn)換成16byte存儲起來
// hex string to byte in c
const char hexstring[] = "deadbeef10203040b00b1e50", *pos = hexstring;
unsigned char val[12];
size_t count = 0;
/* WARNING: no sanitization or error-checking whatsoever */
for(count = 0; count < sizeof(val)/sizeof(val[0]); count++) {
sscanf(pos, "%2hhx", &val[count]);
pos += 2;
}
printf("0x");
for(count = 0; count < sizeof(val)/sizeof(val[0]); count++)
printf("%02x", val[count]);
printf("\n");
padding算法
char *raw_buf = ...;
int raw_size = ...;
char *final_buf = NULL;
int pidding_size = AES_BLOCK_SIZE - (raw_size % AES_BLOCK_SIZE);
int i;
final_buf = (char *)malloc(raw_size+pidding_size);
if (pidding_size!=0) {
memcpy( final_buf, raw_buf, raw_size);
for (i =raw_size;i < (raw_size+pidding_size); i++ ) {
// zero padding算法：
final_buf[i] = 0;
or
// PKCS5Padding算法
final_buf[i] = pading;
}
}
完整的代碼
c語言代碼
// main.c
#include <aes.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
unsigned char* str2hex(char *str) {
unsigned char *ret = NULL;
int str_len = strlen(str);
int i = 0;
assert((str_len%2) == 0);
ret = (char *)malloc(str_len/2);
for (i =0;i < str_len; i = i+2 ) {
sscanf(str+i,"%2hhx",&ret[i/2]);
}
return ret;
}
char *padding_buf(char *buf,int size, int *final_size) {
char *ret = NULL;
int pidding_size = AES_BLOCK_SIZE - (size % AES_BLOCK_SIZE);
int i;
*final_size = size + pidding_size;
ret = (char *)malloc(size+pidding_size);
memcpy( ret, buf, size);
if (pidding_size!=0) {
for (i =size;i < (size+pidding_size); i++ ) {
ret[i] = 0;
}
}
return ret;
}
void printf_buff(char *buff,int size) {
int i = 0;
for (i=0;i<size;i ++ ) {
printf( "%02X ", (unsigned char)buff[i] );
if ((i+1) % 8 == 0) {
printf("\n");
}
}
printf("\n\n\n\n");
}
void encrpyt_buf(char *raw_buf, char **encrpy_buf, int len ) {
AES_KEY aes;
unsigned char *key = str2hex("8cc72b05705d5c46f412af8cbed55aad");
unsigned char *iv = str2hex("667b02a85c61c786def4521b060265e8");
AES_set_encrypt_key(key,128,&aes);
AES_cbc_encrypt(raw_buf,*encrpy_buf,len,&aes,iv,AES_ENCRYPT);
free(key);
free(iv);
}
void decrpyt_buf(char *raw_buf, char **encrpy_buf, int len ) {
AES_KEY aes;
unsigned char *key = str2hex("8cc72b05705d5c46f412af8cbed55aad");
unsigned char *iv = str2hex("667b02a85c61c786def4521b060265e8");
AES_set_decrypt_key(key,128,&aes);
AES_cbc_encrypt(raw_buf,*encrpy_buf,len,&aes,iv,AES_DECRYPT);
free(key);
free(iv);
}
int main(int argn, char *argv[] ) {
char *raw_buf = NULL;
char *after_padding_buf = NULL;
int padding_size = 0;
char *encrypt_buf = NULL;
char *decrypt_buf = NULL;
// 1
raw_buf = (char *)malloc(17);
memcpy(raw_buf,"life's a struggle",17);
printf("------------------raw_buf\n");
printf_buff(raw_buf,17);
// 2
after_padding_buf = padding_buf(raw_buf,17,&padding_size);
printf("------------------after_padding_buf\n");
printf_buff(after_padding_buf,padding_size);
// 3
encrypt_buf = (char *)malloc(padding_size);
encrpyt_buf(after_padding_buf,&encrypt_buf, padding_size);
printf("------------------encrypt_buf\n");
printf_buff(encrypt_buf,padding_size);
// 4
decrypt_buf = (char *)malloc(padding_size);
decrpyt_buf(encrypt_buf,&decrypt_buf,padding_size);
printf("------------------decrypt_buf\n");
printf_buff(decrypt_buf,padding_size);
free(raw_buf);
free(after_padding_buf);
free(encrypt_buf);
free(decrypt_buf);
return 0;
}
編譯scons腳本：
# SConstruct import glob env = Environment() env["CPPPATH"] = [ '/usr/include/openssl' ] env['LIBPATH'] = [ '/home/abel/lib/openssl-1.0.2f' ] env['CPPDEFINES'] = ['LINUX', '_DEBUG' ] env['CCFLAGS'] = '-g -std=gnu99' env['LIBS'] = [ 'm', 'crypto', 'dl' ] env.Program( target = "./test_aes", source = ( glob.glob( './*.c' ) ) )
輸出結果：
:!./test_aes ------------------raw_buf 6C 69 66 65 27 73 20 61 20 73 74 72 75 67 67 6C 65 ------------------after_padding_buf 6C 69 66 65 27 73 20 61 20 73 74 72 75 67 67 6C 65 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ------------------encrypt_buf DB 63 28 C5 2C 6A 3F 1B FD 4B C5 47 94 4E 24 9D D2 15 4C F2 6B 3B 1D C0 E7 D2 7B D6 1E 78 60 EA ------------------decrypt_buf 6C 69 66 65 27 73 20 61 20 73 74 72 75 67 67 6C 65 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
總結
代碼中還是有很多地方都是直接malloc內(nèi)存出來，這些點都能扣得更加細。在每次加密調(diào)用的時候IV內(nèi)存將會改變。
PS：關于加密解密感興趣的朋友還可以參考本站在線工具：
文字在線加密解密工具（包含AES、DES、RC4等）：
http://tools.jb51.net/password/txt_encode
MD5在線加密工具:
http://tools.jb51.net/password/CreateMD5Password
在線散列/哈希算法加密工具:
http://tools.jb51.net/password/hash_encrypt
在線MD5/hash/SHA-1/SHA-2/SHA-256/SHA-512/SHA-3/RIPEMD-160加密工具：
http://tools.jb51.net/password/hash_md5_sha
在線sha1/sha224/sha256/sha384/sha512加密工具：
http://tools.jb51.net/password/sha_encode
希望本文所述對大家C語言程序設計有所幫助。
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