C++使用openssl对数据进行加解密_openssl加密 c++

1. openssl库文件及头文件的获取
获取openssl库文件及头文件有两种方式：

1）下载OpenSSL源代码并由自己编译后使用

2）下载已编译好的安装包，安装后直接可以得到openssl的库文件及头文件

使用第一种方法获取，过程十分繁琐，同时编译过程中可能产生各种各种的问题，因此这里使用第二种方法获取openssl库文件及头文件。

下载安装包（https://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html），并进行安装，安装后安装目录如下图，其中bin文件夹内的为动态库文件、lib文件夹内的为静态库文件、include文件夹内的为头文件

2. 使用openssl对数据进行加解密
1） 新建工程，引入openssl头文件及库文件

2） 示例代码如下，示例代码包含了：

a. 摘要（散列）算法md5、sha256；

b. 对称加密算法des；

c. 非对称加密算法rsa。
 

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <string>
#include <vector>
#include "openssl/md5.h"
#include "openssl/sha.h"
#include "openssl/des.h"
#include "openssl/rsa.h"
#include "openssl/pem.h"
 
#pragma comment(lib,"libcrypto.lib")
 
// ---- md5摘要哈希 ---- //
void md5(const std::string &srcStr, std::string &encodedStr, std::string &encodedHexStr)
{
	unsigned char mdStr[33] = { 0 };
	MD5((const unsigned char *)srcStr.c_str(), srcStr.length(), mdStr);// 调用md5哈希
	encodedStr = std::string((const char *)mdStr);// 哈希后的字符串
	
	char buf[65] = { 0 };
	char tmp[3] = { 0 };
	for (int i = 0; i < 32; i++)// 哈希后的十六进制串 32字节  
	{
		sprintf(tmp, "%02x", mdStr[i]);
		strcat(buf, tmp);
	}
	buf[32] = '\0'; // 后面都是0，从32字节截断  
	encodedHexStr = std::string(buf);
}
 
// ---- sha256摘要哈希 ---- //  
void sha256(const std::string &srcStr, std::string &encodedStr, std::string &encodedHexStr)
{
	
	unsigned char mdStr[33] = { 0 };
	SHA256((const unsigned char *)srcStr.c_str(), srcStr.length(), mdStr);// 调用sha256哈希
	encodedStr = std::string((const char *)mdStr);// 哈希后的字符串
	
	char buf[65] = { 0 };
	char tmp[3] = { 0 };
	for (int i = 0; i < 32; i++)// 哈希后的十六进制串 32字节  
	{
		sprintf(tmp, "%02x", mdStr[i]);
		strcat(buf, tmp);
	}
	buf[32] = '\0'; // 后面都是0，从32字节截断  
	encodedHexStr = std::string(buf);
}
 
// ---- des对称加解密 ---- //  
// 加密 ecb模式  
std::string des_encrypt(const std::string &clearText, const std::string &key)
{
	std::string cipherText; // 密文
 
	DES_cblock keyEncrypt;
	memset(keyEncrypt, 0, 8);
 
	// 构造补齐后的密钥  
	if (key.length() <= 8)
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), key.length());
	else
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), 8);
 
	// 密钥置换  
	DES_key_schedule keySchedule;
	DES_set_key_unchecked(&keyEncrypt, &keySchedule);
 
	// 循环加密，每8字节一次  
	const_DES_cblock inputText;
	DES_cblock outputText;
	std::vector<unsigned char> vecCiphertext;
	unsigned char tmp[8];
 
	for (int i = 0; i < clearText.length() / 8; i++)
	{
		memcpy(inputText, clearText.c_str() + i * 8, 8);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_ENCRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);
 
		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCiphertext.push_back(tmp[j]);
	}
 
	if (clearText.length() % 8 != 0)
	{
		int tmp1 = clearText.length() / 8 * 8;
		int tmp2 = clearText.length() - tmp1;
		memset(inputText, 0, 8);
		memcpy(inputText, clearText.c_str() + tmp1, tmp2);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_ENCRYPT);// 加密函数
		memcpy(tmp, outputText, 8);
 
		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCiphertext.push_back(tmp[j]);
	}
 
	cipherText.clear();
	cipherText.assign(vecCiphertext.begin(), vecCiphertext.end());
	return cipherText;
}
 
// 解密 ecb模式  
std::string des_decrypt(const std::string &cipherText, const std::string &key)
{
	std::string clearText; // 明文  
 
	DES_cblock keyEncrypt;
	memset(keyEncrypt, 0, 8);
 
	if (key.length() <= 8)
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), key.length());
	else
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), 8);
 
	DES_key_schedule keySchedule;
	DES_set_key_unchecked(&keyEncrypt, &keySchedule);
 
	const_DES_cblock inputText;
	DES_cblock outputText;
	std::vector<unsigned char> vecCleartext;
	unsigned char tmp[8];
 
	for (int i = 0; i < cipherText.length() / 8; i++)
	{
		memcpy(inputText, cipherText.c_str() + i * 8, 8);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_DECRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);
 
		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCleartext.push_back(tmp[j]);
	}
 
	if (cipherText.length() % 8 != 0)
	{
		int tmp1 = cipherText.length() / 8 * 8;
		int tmp2 = cipherText.length() - tmp1;
		memset(inputText, 0, 8);
		memcpy(inputText, cipherText.c_str() + tmp1, tmp2);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_DECRYPT);// 解密函数
		memcpy(tmp, outputText, 8);
 
		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCleartext.push_back(tmp[j]);
	}
 
	clearText.clear();
	clearText.assign(vecCleartext.begin(), vecCleartext.end());
 
	return clearText;
}
 
 
// ---- rsa非对称加解密 ---- //  
#define KEY_LENGTH  2048               // 密钥长度
#define PUB_KEY_FILE "pubkey.pem"    // 公钥路径
#define PRI_KEY_FILE "prikey.pem"    // 私钥路径
 
// 函数方法生成密钥对 
void generateRSAKey(std::string strKey[2])
{
	// 公私密钥对  
	size_t pri_len;
	size_t pub_len;
	char *pri_key = NULL;
	char *pub_key = NULL;
 
	// 生成密钥对  
	RSA *keypair = RSA_generate_key(KEY_LENGTH, RSA_3, NULL, NULL);
 
	BIO *pri = BIO_new(BIO_s_mem());
	BIO *pub = BIO_new(BIO_s_mem());
 
	PEM_write_bio_RSAPrivateKey(pri, keypair, NULL, NULL, 0, NULL, NULL);
	PEM_write_bio_RSAPublicKey(pub, keypair);
 
	// 获取长度  
	pri_len = BIO_pending(pri);
	pub_len = BIO_pending(pub);
 
	// 密钥对读取到字符串  
	pri_key = (char *)malloc(pri_len + 1);
	pub_key = (char *)malloc(pub_len + 1);
 
	BIO_read(pri, pri_key, pri_len);
	BIO_read(pub, pub_key, pub_len);
 
	pri_key[pri_len] = '\0';
	pub_key[pub_len] = '\0';
 
	// 存储密钥对  
	strKey[0] = pub_key;
	strKey[1] = pri_key;
 
	// 存储到磁盘（这种方式存储的是begin rsa public key/ begin rsa private key开头的）
	FILE *pubFile = fopen(PUB_KEY_FILE, "w");
	if (pubFile == NULL)
	{
		assert(false);
		return;
	}
	fputs(pub_key, pubFile);
	fclose(pubFile);
 
	FILE *priFile = fopen(PRI_KEY_FILE, "w");
	if (priFile == NULL)
	{
		assert(false);
		return;
	}
	fputs(pri_key, priFile);
	fclose(priFile);
 
	// 内存释放
	RSA_free(keypair);
	BIO_free_all(pub);
	BIO_free_all(pri);
 
	free(pri_key);
	free(pub_key);
}
 
// 命令行方法生成公私钥对（begin public key/ begin private key）
// 找到openssl命令行工具，运行以下
// openssl genrsa -out prikey.pem 1024 
// openssl rsa - in privkey.pem - pubout - out pubkey.pem
 
// 公钥加密  
std::string rsa_pub_encrypt(const std::string &clearText, const std::string &pubKey)
{
	std::string strRet;
	RSA *rsa = NULL;
	BIO *keybio = BIO_new_mem_buf((unsigned char *)pubKey.c_str(), -1);
	// 此处有三种方法
	// 1, 读取内存里生成的密钥对，再从内存生成rsa
	// 2, 读取磁盘里生成的密钥对文本文件，在从内存生成rsa
	// 3，直接从读取文件指针生成rsa
	RSA* pRSAPublicKey = RSA_new();
	rsa = PEM_read_bio_RSAPublicKey(keybio, &rsa, NULL, NULL);
 
	int len = RSA_size(rsa);
	char *encryptedText = (char *)malloc(len + 1);
	memset(encryptedText, 0, len + 1);
 
	// 加密函数
	int ret = RSA_public_encrypt(clearText.length(), (const unsigned char*)clearText.c_str(), (unsigned char*)encryptedText, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
	if (ret >= 0)
		strRet = std::string(encryptedText, ret);
 
	// 释放内存
	free(encryptedText);
	BIO_free_all(keybio);
	RSA_free(rsa);
 
	return strRet;
}
 
// 私钥解密  
std::string rsa_pri_decrypt(const std::string &cipherText, const std::string &priKey)
{
	std::string strRet;
	RSA *rsa = RSA_new();
	BIO *keybio;
	keybio = BIO_new_mem_buf((unsigned char *)priKey.c_str(), -1);
 
	// 此处有三种方法
	// 1, 读取内存里生成的密钥对，再从内存生成rsa
	// 2, 读取磁盘里生成的密钥对文本文件，在从内存生成rsa
	// 3，直接从读取文件指针生成rsa
	rsa = PEM_read_bio_RSAPrivateKey(keybio, &rsa, NULL, NULL);
 
	int len = RSA_size(rsa);
	char *decryptedText = (char *)malloc(len + 1);
	memset(decryptedText, 0, len + 1);
 
	// 解密函数
	int ret = RSA_private_decrypt(cipherText.length(), (const unsigned char*)cipherText.c_str(), (unsigned char*)decryptedText, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
	if (ret >= 0)
		strRet = std::string(decryptedText, ret);
 
	// 释放内存
	free(decryptedText);
	BIO_free_all(keybio);
	RSA_free(rsa);
 
	return strRet;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
	// 原始明文  
	std::string srcText = "this is an example";
 
	std::string encryptText;
	std::string encryptHexText;
	std::string decryptText;
 
	std::cout << "=== 原始明文 ===" << std::endl;
	std::cout << srcText << std::endl;
 
	// md5  
	std::cout << "=== md5哈希 ===" << std::endl;
	md5(srcText, encryptText, encryptHexText);
	std::cout << "摘要字符： " << encryptText << std::endl;
	std::cout << "摘要串： " << encryptHexText << std::endl;
 
	// sha256  
	std::cout << "=== sha256哈希 ===" << std::endl;
	sha256(srcText, encryptText, encryptHexText);
	std::cout << "摘要字符： " << encryptText << std::endl;
	std::cout << "摘要串： " << encryptHexText << std::endl;
 
	// des  
	std::cout << "=== des加解密 ===" << std::endl;
	std::string desKey = "12345";
	encryptText = des_encrypt(srcText, desKey);
	std::cout << "加密字符： " << std::endl;
	std::cout << encryptText << std::endl;
	decryptText = des_decrypt(encryptText, desKey);
	std::cout << "解密字符： " << std::endl;
	std::cout << decryptText << std::endl;
 
	// rsa  
	std::cout << "=== rsa加解密 ===" << std::endl;
	std::string key[2];
	generateRSAKey(key);
	std::cout << "公钥: " << std::endl;
	std::cout << key[0] << std::endl;
	std::cout << "私钥： " << std::endl;
	std::cout << key[1] << std::endl;
	encryptText = rsa_pub_encrypt(srcText, key[0]);
	std::cout << "加密字符： " << std::endl;
	std::cout << encryptText << std::endl;
	decryptText = rsa_pri_decrypt(encryptText, key[1]);
	std::cout << "解密字符： " << std::endl;
	std::cout << decryptText << std::endl;
 
	system("pause");
	return 0;
}