用C++封装常用的加密解密算法类_c++国密加解密文件算法

常用的加密算法介绍

1.DES 加密算法
DES 加密算法是一种分组密码，以 64 位为分组对数据加密，它的密钥长度是 56 位，加密解密用同一算法。DES 加密算法是对密钥进行保密，而公开算法，包括加密和解密算法。这样，只有掌握了和发送方相同密钥的人才能解读由 DES 加密算法加密的密文数据。因此，破译 DES 加密算法实际上就是搜索密钥的编码。对于 56 位长度的密钥来说，如果用穷举法来进行搜索的话，其运算次数为 256。

2.AES 加密算法
AES 加密算法是密码学中的高级加密标准，该加密算法采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为 128、192、256，分组长度 128 位，算法应易于各种硬件和软件实现。这种加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准，这个标准用来替代原先的 DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。
AES 加密算法被设计为支持 128／192／256 位（/32=nb) 数据块大小（即分组长度）；支持 128／192／256 位（/32=nk) 密码长度，在 10 进制里，对应 34×1038、62×1057、1.1×1077 个密钥。

3.RSA 加密算法
RSA 加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，并且被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA 是第一个能同时用于加密和数宇签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被 ISO 推荐为公钥数据加密标准。RSA 加密算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

4.Base64 加密算法
Base64 加密算法是网络上最常见的用于传输 8bit 字节代码的编码方式之一，Base64 编码可用于在 HTTP 环境下传递较长的标识信息。例如，在 JAVAPERSISTENCE 系统 HIBEMATE 中，采用了 Base64 来将一个较长的唯一标识符编码为一个字符串，用作 HTTP 表单和 HTTPGETURL 中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在 URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用 Base64 编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

5.MD5 加密算法
MD5 为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。对 MD5 加密算法简要的叙述可以为：MD5 以 512 位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为 16 个 32 位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个 32 位分组组成，将这四个 32 位分组级联后将生成 — 个 128 位散列值。
MD5 被广泛用于各种软件的密码认证和钥匙识别上。MD5 用的是哈希函数，它的典型应用是对一段信息产生信息摘要，以防止被篡改。MD5 的典型应用是对一段 Message 产生 fingerprin 指纹，以防止被 “篡改”。如果再有 — 个第三方的认证机构，用 MD5 还可以防止文件作者的 “抵赖”，这就是所谓的数字签名应用。MD5 还广泛用于操作系统的登陆认证上，如 UNIX、各类 BSD 系统登录密码、数字签名等诸多方。

6.SHA1 加密算法
SHA1 是和 MD5 一样流行的消息摘要算法。SHA 加密算法模仿 MD4 加密算法。SHA1 设计为和数字签名算法（ＤＳＡ）一起使用。
SHA1 主要适用于数字签名标准里面定义的数字签名算法。对于长度小于 2“64 位的消息，SHA1 会产生一个 160 位的消息摘要。当接收到消息的时候，这个消息摘要可以用来验证数据的完整性。在传输的过程中，数据很可能会发生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。SHA1 不可以从消息摘要中复原信息，而两个不同的消息不会产生同样的消息摘要。这样，SHA1 就可以验证数据的完整性，所以说 SHA1 是为了保证文件完整性的技术。
SHA1 加密算法可以采用不超过 264 位的数据输入，并产生一个 160 位的摘要。输入被划分为 512 位的块，并单独处理。160 位缓冲器用来保存散列函数的中间和最后结果。缓冲器可以由 5 个 32 位寄存器（A、B、C、D 和 E）来表示。SHA1 是一种比 MD5 的安全性强的算法，理论上，凡是采取 “消息摘要” 方式的数字验证算法都是有 “碰撞” 的 —— 也就是两个不同的东西算出的消息摘要相同，互通作弊图就是如此。但是安全性高的算法要找到指定数据的 “碰撞” 很困难，而利用公式来计算 “碰撞” 就更困难一目前为止通用安全算法中仅有 MD5 被破解。
 

#include <iostream>
#include <openssl/des.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/md5.h>
#include <openssl/sha.h>
 
// 加密解密类
class Encryption {
public:
    // 加密算法枚举
    enum Algorithm {
        DES,
        AES,
        RSA,
        MD5,
        SHA1
    };
 
    // 构造函数
    Encryption(Algorithm algorithm);
 
    // 析构函数
    ~Encryption();
 
    // 加密函数
    std::string encrypt(const std::string& plaintext);
 
    // 解密函数
    std::string decrypt(const std::string& ciphertext);
 
private:
    Algorithm m_algorithm;
 
    DES_cblock m_desKey;
    AES_KEY m_aesKey;
    RSA* m_rsaKey;
 
    // DES加密函数
    std::string desEncrypt(const std::string& plaintext);
 
    // DES解密函数
    std::string desDecrypt(const std::string& ciphertext);
 
    // AES加密函数
    std::string aesEncrypt(const std::string& plaintext);
 
    // AES解密函数
    std::string aesDecrypt(const std::string& ciphertext);
 
    // RSA加密函数
    std::string rsaEncrypt(const std::string& plaintext);
 
    // RSA解密函数
    std::string rsaDecrypt(const std::string& ciphertext);
 
    // MD5加密函数
    std::string md5Encrypt(const std::string& plaintext);
 
    // SHA1加密函数
    std::string sha1Encrypt(const std::string& plaintext);
};
 
// 构造函数
Encryption::Encryption(Algorithm algorithm) : m_algorithm(algorithm), m_rsaKey(nullptr) {
    // 初始化加密库
    switch (m_algorithm) {
        case DES:
            DES_random_key(&m_desKey);
            break;
        case AES:
            unsigned char aesKey[AES_BLOCK_SIZE];
            RAND_bytes(aesKey, sizeof(aesKey));
            AES_set_encrypt_key(aesKey, 256, &m_aesKey);
            break;
        case RSA:
            // 使用openssl生成RSA密钥对
            // TODO: 替换为实际生成RSA密钥对的代码
            m_rsaKey = RSA_generate_key(1024, 3, nullptr, nullptr);
            break;
        default:
            break;
    }
}
 
// 析构函数
Encryption::~Encryption() {
    // 清理加密库资源
    switch (m_algorithm) {
        case RSA:
            RSA_free(m_rsaKey);
            break;
        default:
            break;
    }
}
 
// 加密函数
std::string Encryption::encrypt(const std::string& plaintext) {
    switch (m_algorithm) {
        case DES:
            return desEncrypt(plaintext);
        case AES:
            return aesEncrypt(plaintext);
        case RSA:
            return rsaEncrypt(plaintext);
        case MD5:
            return md5Encrypt(plaintext);
        case SHA1:
            return sha1Encrypt(plaintext);
        default:
            return "";
    }
}
 
// 解密函数
std::string Encryption::decrypt(const std::string& ciphertext) {
    switch (m_algorithm) {
        case DES:
            return desDecrypt(ciphertext);
        case AES:
            return aesDecrypt(ciphertext);
        case RSA:
            return rsaDecrypt(ciphertext);
        default:
            return "";
    }
}
 
// DES加密函数
std::string Encryption::desEncrypt(const std::string& plaintext) {
    DES_cblock desIv;
    DES_random_key(&desIv);
 
    DES_key_schedule schedule;
    DES_set_key_checked(&m_desKey, &schedule);
 
    std::string ciphertext;
    ciphertext.resize(plaintext.size());
 
    DES_ncbc_encrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()),
                     reinterpret_cast<unsigned char*>(ciphertext.data()),
                     plaintext.size(),
                     &schedule,
                     &desIv,
                     DES_ENCRYPT);
 
    return ciphertext;
}
 
// DES解密函数
std::string Encryption::desDecrypt(const std::string& ciphertext) {
    DES_cblock desIv;
    DES_random_key(&desIv);
 
    DES_key_schedule schedule;
    DES_set_key_checked(&m_desKey, &schedule);
 
    std::string plaintext;
    plaintext.resize(ciphertext.size());
 
    DES_ncbc_encrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(ciphertext.data()),
                     reinterpret_cast<unsigned char*>(plaintext.data()),
                     ciphertext.size(),
                     &schedule,
                     &desIv,
                     DES_DECRYPT);
 
    return plaintext;
}
 
非常抱歉，以下是代码的继续完善部分：
 
 
// AES加密函数
std::string Encryption::aesEncrypt(const std::string& plaintext) {
    std::string ciphertext;
    ciphertext.resize(plaintext.size());
 
    AES_encrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()),
                reinterpret_cast<unsigned char*>(ciphertext.data()),
                &m_aesKey);
    
    return ciphertext;
}
 
// AES解密函数
std::string Encryption::aesDecrypt(const std::string& ciphertext) {
    std::string plaintext;
    plaintext.resize(ciphertext.size());
 
    AES_decrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(ciphertext.data()),
                reinterpret_cast<unsigned char*>(plaintext.data()),
                &m_aesKey);
 
   return plaintext;
}
 
// RSA加密函数
std::string Encryption::rsaEncrypt(const std::string& plaintext) {
    std::string ciphertext;
    ciphertext.resize(RSA_size(m_rsaKey));
 
    RSA_public_encrypt(plaintext.size(),
                       reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()),
                       reinterpret_cast<unsigned char*>(ciphertext.data()),
                       m_rsaKey,
                       RSA_PKCS1_PADDING);
 
    return ciphertext;
}
 
// RSA解密函数
std::string Encryption::rsaDecrypt(const std::string& ciphertext) {
    std::string plaintext;
    plaintext.resize(RSA_size(m_rsaKey));
 
    RSA_private_decrypt(ciphertext.size(),
                        reinterpret_cast<const unsigned char*>(ciphertext.data()),
                        reinterpret_cast<unsigned char*>(plaintext.data()),
                        m_rsaKey,
                        RSA_PKCS1_PADDING);
 
    return plaintext;
}
 
// MD5加密函数
std::string Encryption::md5Encrypt(const std::string& plaintext) {
    unsigned char hash[MD5_DIGEST_LENGTH];
    MD5(reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()),
        plaintext.size(),
        hash);
 
    char hexHash[MD5_DIGEST_LENGTH * 2 + 1];
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; ++i) {
        sprintf(hexHash + 2 * i, "%02x", hash[i]);
    }
 
    return hexHash;
}
 
// SHA1加密函数
std::string Encryption::sha1Encrypt(const std::string& plaintext) {
    unsigned char hash[SHA_DIGEST_LENGTH];
    SHA1(reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()),
         plaintext.size(),
         hash);
 
    char hexHash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2 + 1];
    for (int i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; ++i) {
        sprintf(hexHash + 2 * i, "%02x", hash[i]);
    }
 
    return hexHash;
}

这是一个能够支持DES加密、AES加密、RSA加密、MD5加密和SHA1加密的加密解密类。根据你的需求，可以通过调用encrypt和decrypt函数进行加密和解密操作，并指定要使用的算法。