Использование библиотеки OpenSSL в проектах на C++

в 12:19, , рубрики: C, c++, openssl, rsa, ассиметричное, закрытый, ключ, криптография, открытый, Программирование, Си, шифрование

image

В своем первом топике я постараюсь подробно объяснить как начать использовать библиотеку OpenSSL. Сразу хочу отметить, что статья ориентирована на новичков, а так как я сам один из них, исходный код выполнен без проверок и не претендует на звание лучшего. Все действия выполнялись под Windows со средой разработки Visual Studio 2013.

Шаг 1. Установка необходимых компонентов и компиляция библиотеки

Для того, чтобы подружить библиотеку OpenSSL с Visual Studio нам потребуется:

  • Архив с исходниками для компиляции библиотеки версии 1.0.1 (Скачать с оф. сайта)
  • Perl для конфигурирования библиотеки (Скачать с оф. сайта)
  • Среда разработки Visual Studio, а именно ее утилита «Командная строка разработчика»

После загрузки файлов устанавливаем Perl, распаковываем архив openssl-1.0.1a.tar.gz и его содержимое копируем в папку C:openssl. Затем открываем командную строку Perl (command line) от имени администратора и пишем следующие команды:

cd c:openssl 
perl Configure VC-WIN32 --prefix=c:Tempopenssl
msdo_ms

Обратите внимание, что после выполнения второй команды последней строчкой в консоле должно быть Configured for VC-WIN32. Конфигурирование завершено, теперь приступим к компиляции. Находим в пуске в каталоге Visual Studio «Командная строка разработчика», запускаем от имени администратора и вводим команды:

cd c:openssl
nmake -f msntdll.mak
nmake -f msntdll.mak install

На этом компиляция закончена. В папке C:Tempopensslbin появились две библиотеки ssleay32.dll и libeay32.dll, а в папке C:Tempopenssllib появились ssleay32.lib и libeay32.lib.

Шаг 2. Подключение библиотек и исправление ошибок в среде разработки

Для использования функций библиотеки нам потребуется подключить к проекту заголовочные файлы, но сначала их надо поместить в папку, где установлена Visual Studio. Для этого переходим в каталог ..Visual StudioVCinclude и копируем туда папку C:Tempopensslincludeopenssl.

Теперь можно смело подключать заголовочные файлы (на примере rsa):

#include <openssl/rsa.h> // Алгоритм RSA
#include <openssl/pem.h> // Для работы с файлами ключей

Также необходимо добавить в проект файлы с расширением .lib, которые мы получили ранее. Для этого откроем Обозреватель решений в Visual Studio, в дереве нашего проекта найдем папку Файлы ресурсов, щелкнем по ней правой клавишей -> Добавить -> Существующий элемент и выберем наши .lib файлы, находящиеся в C:Tempopenssllib.

image

Вполне возможно, что при попытке собрать проект в окне вывода будут появляться ошибки такого рода:

Загружено "C:WindowsSysWOW64srvcli.dll". Невозможно найти или открыть PDB-файл.

Это лечится путем разрешения загрузки символов с серверов Microsoft. Переходим во вкладку Сервис -> Параметры, слева в дереве выбираем Отладка -> Символы, ставим галку напротив "Серверы символов Microsoft" и нажимаем ОК. Теперь при следующей компиляции проекта недостающие файлы загрузятся автоматически.

image
Также рекомендую переставить конфигурацию сборки программы в Release, только так мне удалось избавиться от некоторых ошибок.

Шаг 3. Описание некоторых функций библиотеки и пример кода

int RSA_size(const RSA *rsa) Вернет длину RSA модуля в байтах 
RSA * RSA_generate_key(int bits, unsigned long e, void(*callback)(int, int, void*), void *cb_arg) генерирует пару ключей и возвращает в RSA структуру
int PEM_write_RSAPrivateKey(FILE *fp, RSA *x, const EVP_CIPHER *enc, unsigned char *kstr, int klen, pem_password_cb *cb, void *u) записывает закрытый ключ из структуры RSA в открытый файл
int PEM_write_RSAPublicKey(FILE *fp, const RSA *x) записывает открытый ключ из структуры RSA в открытый файл
RSA * PEM_read_RSAPublicKey(FILE *fp, RSA **x, pem_password_cb *cb, void *u) читает из файла открытый ключ и возвращает в RSA структуру
RSA * PEM_read_RSAPrivateKey(FILE *fp, RSA **x, pem_password_cb *cb, void *u) читает из файла закрытый ключ и возвращает в RSA структуру
int RSA_public_encrypt(int flen, const unsigned char *from, const unsigned char *to, RSA *rsa, int padding) шифрует строку "from" с помощью открытого ключа и возвращает в строку "to"
int RSA_private_decrypt(int flen, const unsigned char *from, const unsigned char *to, RSA *rsa, int padding) расшифровывает строку "from" с помощью закрытого ключа и возвращает в строку "to". Вернет "-1" если не удалось дешифровать.

Все необходимые компоненты, включая скомпилированный пример можно скачать с Яндекс.Диска.

Источники:

Пример кода

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <conio.h>
#include <io.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>

using namespace std;
void GenKeys(char secret[]);
void Enc();
void Dec(char secret[]);
void GenKeysMenu();
void EncryptMenu();
void DecryptMenu();

void main(){
	setlocale(LC_ALL, "Russian");
	char key;
StartMenu:
	system("cls");
	cout << "-------------- Шифрование RSA --------------" << endl << endl;
	cout << "  1. Получение ключей" << endl;
	cout << "  2. Зашифровать содержимое файла" << endl;
	cout << "  3. Дешифровать содержимое файла" << endl << endl;
	cout << "Ваш выбор: ";
	cin >> key;
	switch (key){
	case '1': GenKeysMenu(); goto StartMenu;
	case '2': EncryptMenu(); goto StartMenu;
	case '3': DecryptMenu(); goto StartMenu;
	default: goto StartMenu;
	}
}

void GenKeys(char secret[]){
	/* указатель на структуру для хранения ключей */
	RSA * rsa = NULL;
	unsigned long bits = 1024; /* длина ключа в битах */
	FILE * privKey_file = NULL, *pubKey_file = NULL;
	/* контекст алгоритма шифрования */
	const EVP_CIPHER *cipher = NULL;
	/*Создаем файлы ключей*/
	privKey_file = fopen("private.key", "wb");
	pubKey_file = fopen("public.key", "wb");
	/* Генерируем ключи */
	rsa = RSA_generate_key(bits, RSA_F4, NULL, NULL);
	/* Формируем контекст алгоритма шифрования */
	cipher = EVP_get_cipherbyname("bf-ofb");
	/* Получаем из структуры rsa открытый и секретный ключи и сохраняем в файлах.
	* Секретный ключ шифруем с помощью парольной фразы
	*/
	PEM_write_RSAPrivateKey(privKey_file, rsa, cipher, NULL, 0, NULL, secret);
	PEM_write_RSAPublicKey(pubKey_file, rsa);
	/* Освобождаем память, выделенную под структуру rsa */
	RSA_free(rsa);
	fclose(privKey_file);
	fclose(pubKey_file);
	cout << "Ключи сгенерированы и помещены в папку с исполняемым файлом" << endl;
}

void Encrypt(){
	/* структура для хранения открытого ключа */
	RSA * pubKey = NULL;
	FILE * pubKey_file = NULL;
	unsigned char *ctext, *ptext;
	int inlen, outlen;
	/* Считываем открытый ключ */
	pubKey_file = fopen("public.key", "rb");
	pubKey = PEM_read_RSAPublicKey(pubKey_file, NULL, NULL, NULL);
	fclose(pubKey_file);

	/* Определяем длину ключа */
	int key_size = RSA_size(pubKey);
	ctext = (unsigned char *)malloc(key_size);
	ptext = (unsigned char *)malloc(key_size);
	OpenSSL_add_all_algorithms();

	int out = _open("rsa.file", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0600);
	int in = _open("in.txt", O_RDWR);
	/* Шифруем содержимое входного файла */
	while (1) {
		inlen = _read(in, ptext, key_size - 11);
		if (inlen <= 0) break;
		outlen = RSA_public_encrypt(inlen, ptext, ctext, pubKey, RSA_PKCS1_PADDING);
		if (outlen != RSA_size(pubKey)) exit(-1);
		_write(out, ctext, outlen);
	}
	cout << "Содержимое файла in.txt было зашифровано и помещено в файл rsa.file" << endl;
}

void Decrypt(char secret[]){
	RSA * privKey = NULL;
	FILE * privKey_file;
	unsigned char *ptext, *ctext;
	int inlen, outlen;

	/* Открываем ключевой файл и считываем секретный ключ */
	OpenSSL_add_all_algorithms();
	privKey_file = fopen("private.key", "rb");
	privKey = PEM_read_RSAPrivateKey(privKey_file, NULL, NULL, secret);

	/* Определяем размер ключа */
	int key_size = RSA_size(privKey);
	ptext = (unsigned char *)malloc(key_size);
	ctext = (unsigned char *)malloc(key_size);

	int out = _open("out.txt", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0600);
	int in = _open("rsa.file", O_RDWR);

	/* Дешифруем файл */
	while (1) {
		inlen = _read(in, ctext, key_size);
		if (inlen <= 0) break;
		outlen = RSA_private_decrypt(inlen, ctext, ptext, privKey, RSA_PKCS1_PADDING);
		if (outlen < 0) exit(0);
		_write(out, ptext, outlen);
	}
	cout << "Содержимое файла rsa.file было дешифровано и помещено в файл out.txt" << endl;

}
void GenKeysMenu(){
	char secret[] = "";
	system("cls");
	cout << "-------------- Шифрование RSA --------------" << endl << endl;
	cout << "Введите парольную фразу для закрытого ключа: ";
	cin >> secret;
	GenKeys(secret);
	cout << "Нажмите любую кнопку для возврата в меню...";
	_getch();
}
void EncryptMenu(){
	system("cls");
	cout << "-------------- Шифрование RSA --------------" << endl << endl;
	Encrypt();
	cout << "Нажмите любую кнопку для возврата в меню...";
	_getch();
}
void DecryptMenu(){
	char secret[] = "";
	system("cls");
	cout << "-------------- Шифрование RSA --------------" << endl << endl;
	cout << "Введите парольную фразу для закрытого ключа: ";
	cin >> secret;
	Decrypt(secret);
	cout << "Нажмите любую кнопку для возврата в меню...";
	_getch();
}

Автор: waitt

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля