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勇敢的劳尤条

 
 
 

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openssl之aes加密(AES_cbc_encrypt 与 AES_encrypt 的编程案例)  

2014-01-09 16:28:26|  分类: 软件安全以及传输 |  标签: |举报 |字号 订阅

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续前几天的一篇博文 openssl之aes加密(源码分析 AES_encrypt 与 AES_cbc_encrypt ,加密模式)
现在利用AES的加密接口,进行加密解密编程以及接口封装。关于开发环境见最后
由于前一篇博客已经深入源码了解了cbc加密以及ecb加密,所以下面直接给出cbc加密解密的代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/aes.h>
#define AES_BITS 128
#define MSG_LEN 128

int aes_encrypt(char* in, char* key, char* out)//, int olen)可能会设置buf长度
{
if(!in || !key || !out) return 0;
unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];//加密的初始化向量
for(int i=0; i<AES_BLOCK_SIZE; ++i)//iv一般设置为全0,可以设置其他,但是加密解密要一样就行
iv[i]=0;
AES_KEY aes;
if(AES_set_encrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
{
return 0;
}
int len=strlen(in);//这里的长度是char*in的长度,但是如果in中间包含'\0'字符的话

//那么就只会加密前面'\0'前面的一段,所以,这个len可以作为参数传进来,记录in的长度

//至于解密也是一个道理,光以'\0'来判断字符串长度,确有不妥,后面都是一个道理。
AES_cbc_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, len, &aes, iv, AES_ENCRYPT);
return 1;
}
int aes_decrypt(char* in, char* key, char* out)
{
if(!in || !key || !out) return 0;
unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];//加密的初始化向量
for(int i=0; i<AES_BLOCK_SIZE; ++i)//iv一般设置为全0,可以设置其他,但是加密解密要一样就行
iv[i]=0;
AES_KEY aes;
if(AES_set_decrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
{
return 0;
}
int len=strlen(in);
AES_cbc_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, len, &aes, iv, AES_DECRYPT);
return 1;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
char sourceStringTemp[MSG_LEN];
char dstStringTemp[MSG_LEN];
memset((char*)sourceStringTemp, 0 ,MSG_LEN);
memset((char*)dstStringTemp, 0 ,MSG_LEN);
strcpy((char*)sourceStringTemp, "123456789 123456789 123456789 12a");
//strcpy((char*)sourceStringTemp, argv[1]);

char key[AES_BLOCK_SIZE];
int i;
for(i = 0; i < 16; i++)//可自由设置密钥
{
key[i] = 32 + i;
}
if(!aes_encrypt(sourceStringTemp,key,dstStringTemp))
{
printf("encrypt error\n");
return -1;
}
printf("enc %d:",strlen((char*)dstStringTemp));
for(i= 0;dstStringTemp[i];i+=1){
printf("%x",(unsigned char)dstStringTemp[i]);
}
memset((char*)sourceStringTemp, 0 ,MSG_LEN);
if(!aes_decrypt(dstStringTemp,key,sourceStringTemp))
{
printf("decrypt error\n");
return -1;
}
printf("\n");
printf("dec %d:",strlen((char*)sourceStringTemp));
printf("%s\n",sourceStringTemp);
for(i= 0;sourceStringTemp[i];i+=1){
printf("%x",(unsigned char)sourceStringTemp[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}

openssl之aes编程(AES_cbc_encrypt 与 AES_encrypt) - yuanshuilee - 勇敢的劳尤条

上图是运行程序的测试结果。可见加密解密已经完成。
这里也能够看出,AES_cbc_encrypt的参数主要用途,其中,len是加密数据长度,由于加密调用了AES_encrypt,而这个函数每次只能加密16个字节,所以,out长度必须是16的整数倍,或者至少大于in长度的最小16倍数,这样才能真正完成加密解密。而如果in长度不足不是16的倍数,那么最后的几个字节,其实相当于填充0。
AES_cbc_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, len, &aes, iv, AES_ENCRYPT)

PS:我在编写代码的过程中,又一次,加密成功,但是解密一直失败,一直不明白为什么,后来才懂。注意代码中的红色部分,AES_set_encrypt_keyAES_set_decrypt_key是不一样的,同时,加密和解密的参数AES_ENCRYPT和AES_DECRYPT也是不一样的,要特别注意,很可能因为细节忘了,导致出现问题而浪费时间。现在,用aes_encrypt对加密方式进行封装,这样的话,里面可以修改,哪怕用其他的加密方式,比如cfb或者ofb等,都没关系,因为主函数不需要再改了。

下面,还将给出使用AES_encrypt进行加密解密的代码。只是对接口内容进行修改,主函数并不变化,所以就不给出。可以看出,使用AES_encrypt每次只能加密16个字节的东西,如果不够,那么需要填充,所以,这就意味着in和out的长度,都必须是16的倍数。其实,经过测试发现,in并不一定要是16的倍数,但是,加密算法会读16个字节,也就是会继续读in之后的16个字节,读了一段我们不知道的东西,解密也是一样,如果空间不够大,程序只管往out之后的地址填充加密后的内容,所以,这个时候,就需要自己严格把控字符长度,以便加密算法能够每次加密一组16个字节。
所以,我写的接口,增加长度参数,是很有必要的
ps:另外还有一个细节,buf的长度最好设置为16的倍数+1,最后一个字节设置为0,以便通知为结束符。因为如果设置刚好是16的倍数,那么加密后的密文刚好填满buf,打印的时候会因为找不到结束符,多打出很多东西。
int aes_encrypt(char* in, char* key, char* out)//, int olen)
{
if(!in || !key || !out) return 0;
AES_KEY aes;
if(AES_set_encrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
{
return 0;
}
int len=strlen(in), en_len=0;
while(en_len<len)//输入输出字符串够长,并且是AES_BLOCK_SIZE的整数倍,需要严格限制
{
AES_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, &aes);
in+=AES_BLOCK_SIZE;
out+=AES_BLOCK_SIZE;
en_len+=AES_BLOCK_SIZE;
}
return 1;
}
int aes_decrypt(char* in, char* key, char* out)
{
if(!in || !key || !out) return 0;
AES_KEY aes;
if(AES_set_decrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
{
return 0;
}
int len=strlen(in), en_len=0;
while(en_len<len)
{
AES_decrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, &aes);
in+=AES_BLOCK_SIZE;
out+=AES_BLOCK_SIZE;
en_len+=AES_BLOCK_SIZE;
}
return 1;
}
openssl之aes编程(AES_cbc_encrypt 与 AES_encrypt) - yuanshuilee - 勇敢的劳尤条

上面这个加密解密后的结果。如果仔细观察的话,可以看出,两种加密方式得到的密文,前面的16个字节是一样的。而后面的就不一样了。这是因为,cbc模式使用了初始化向量,而我初始化向量设置为0,等于不起作用,而cbc模式的加密也是调用了AES_encrypt接口,所以前面的16个字节是一样的,接着的内容,会跟前一次得到的密文进行异或,所以就不一样了。

关于cbc加密和ecb加密,强烈推荐看openssl之aes加密(源码分析 AES_encrypt 与 AES_cbc_encrypt ,加密模式),是一个很好的理解和入门。

开发环境:
我是ubuntu12.04,安装openssl,可以参考下面的链接。
关于编译环境,我使用的是CodeBlocks,也有直接makefile搞定。参考下面的链接。


参考资料:
openssl之aes加密(源码分析 AES_encrypt 与 AES_cbc_encrypt ,加密模式)
http://blog.csdn.net/qncj666/article/details/8244893 (最初的参考代码来源)
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