关于OpenSSL的介绍和安装在此不多赘述，可以在网上找到很多相关资料，各位感兴趣可以去了解下(自觉对OpenSSL开源库只是初级使用阶段，也就不在此“秀下限”了)，直接进入主题，本篇源码基于OpenSSL中RSA实现，除此之外还可以基于EVP实现。
示例代码：【RSA-1024bit-PKCS1Padding|x509公钥加密|pkcs12私钥解密】
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"crtdef.h":
#ifndef __CRTDEF_H
#define __CRTDEF_H
/* x509公钥文件 */
#define PUBKEY "/home/nemo/etc/rsa/public.cer"
/* pkcs12私钥文件及密码 */
#define PRIKEY "/home/nemo/etc/rsa/private_111111.pfx"
#define PRIPWD "111111"
/* 校验错误函数宏 */
#define CHECK( func ) { \
if( EXIT_FAILURE == (func) ){ \
exit( EXIT_FAILURE ); \
} \
}
#endif
****************************************************************************************
"rsa.c":
/* 算法：RSA-1024bit-PKCS1Padding
* 公钥加密：x509结构(.cer)
* 私钥解密：pkcs12结构(.pfx)+密码 */
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "crtdef.h"
/* 公钥证书加密
* RSA(1024位)/PKCS1Padding算法
* 明文最大长度：128-11=117字节
* 密文长度：128字节
* 返回：成功则返回密文长度，失败则返回"EXIT_FAILURE" */
static int encryptRsa( char *plainData, char *cipherData, int plainDataSize )
{
int nResult = 0;
EVP_PKEY *pkey = NULL;
X509 *cert = NULL;
BIO *bn = NULL;
RSA *pubkey = NULL;
/* 01：加载所有的运算法则 */
OpenSSL_add_all_algorithms();
/* 02：解析cer公钥证书 */
/* 2.1.打开证书文件 */
bn = BIO_new_file( PUBKEY, "r" );
if( NULL == bn ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "BIO_new_file() Failed!\n" );
goto _err;
}
/* 2.2.读取X509结构 */
cert = PEM_read_bio_X509( bn, NULL, NULL, NULL );
if( NULL == cert ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "PEM_read_bio_X509() Failed!\n" );
goto _err;
}
/* 2.3.分解X509结构得到EVP_PKEY */
#if 0
cert = d2i_X509_bio( bn, NULL ); /* DER格式 */
#endif
cert = PEM_read_bio_X509( bn, NULL, NULL, NULL ); /* PEM格式 */
if( NULL == pkey ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "X509_get_pubkey() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
/* 03：EVP_PKEY转换成RSA的KEY */
pubkey = EVP_PKEY_get1_RSA( pkey );
if( NULL == pubkey ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "EVP_PKEY_get1_RSA() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
/* 04：公钥加密：RSA_PKCS1_PADDING */
nResult = RSA_public_encrypt( plainDataSize, (unsigned char *)plainData,
(unsigned char *)cipherData, pubkey, RSA_PKCS1_PADDING );
if( nResult < 0 ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "RSA_public_encrypt() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
_err:
/* 释放BIO */
if( bn != NULL ){
BIO_free( bn );
bn = NULL;
}
/* 释放X509 */
if( cert != NULL ){
X509_free( cert );
cert = NULL;
}
/* 释放EVP_PKEY */
if( pkey != NULL ){
EVP_PKEY_free( pkey );
pkey = NULL;
}
/* 释放RSA */
if( pubkey != NULL ){
RSA_free( pubkey );
pubkey = NULL;
}
/* 清空加载的内容 */
EVP_cleanup(); /* for EVP */
return nResult;
}
/* 私钥证书解密
* RSA(1024位)/PKCS1Padding算法
* 明文最大长度：128-11=117字节
* 密文长度(固定)：128字节
* 返回：成功则返回明文长度，失败则返回"EXIT_FAILURE" */
static int decryptRsa( char *cipherData, char *plainData, int cipherDataSize )
{
int nResult = 0;
EVP_PKEY *pkey = NULL;
X509 *cert = NULL;
PKCS12 *p12 = NULL;
RSA *prikey = NULL;
FILE *fp = NULL;
/* 01：加载所有的运算法则 */
OpenSSL_add_all_algorithms();
/* 02：解析pfx私钥证书 */
/* 2.1.打开pfx文件 */
if( NULL == ( fp = fopen( PRIKEY, "rb" ) ) ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "fopen() Failed!\n" );
goto _err;
}
/* 2.2.读取PKCS12结构 */
p12 = d2i_PKCS12_fp( fp, NULL );
if( NULL == p12 ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "d2i_PKCS12_fp() Failed!\n" );
goto _err;
}
/* 2.3.分解PKCS12结构得到EVP_PKEY */
if( !PKCS12_parse( p12, PRIPWD, &pkey, &cert, NULL ) ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "PKCS12_parse() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
/* 03：EVP_PKEY转换成RSA的KEY */
prikey = EVP_PKEY_get1_RSA( pkey );
if( NULL == prikey ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "EVP_PKEY_get1_RSA() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
/* 04：私钥解密：RSA_PKCS1_PADDING */
nResult = RSA_private_decrypt( cipherDataSize, (unsigned char *)cipherData,
(unsigned char *)plainData, prikey, RSA_PKCS1_PADDING );
if( nResult < 0 ){
nResult = EXIT_FAILURE;
fprintf( stderr, "RSA_private_decrypt() Failed!\n" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
goto _err;
}
_err:
/* 关闭证书文件 */
if( fp != NULL ){
fclose( fp );
fp = NULL;
}
/* 释放PKCS12 */
if( p12 != NULL ){
PKCS12_free( p12 );
p12 = NULL;
}
/* 释放X509 */
if( cert != NULL ){
X509_free( cert );
cert = NULL;
}
/* 释放EVP_PKEY */
if( pkey != NULL ){
EVP_PKEY_free( pkey );
pkey = NULL;
}
/* 释放RSA */
if( prikey != NULL ){
RSA_free( prikey );
prikey = NULL;
}
/* 清空加载的内容 */
EVP_cleanup(); /* for EVP */
return nResult;
}
/* 测试程序
* 01：公钥加密
* 02：针对加密好的密文使用私钥解密
* 目标：解密出的明文和最初的明文一致证明功能实现
* 命令行参数：最初的明文 */
int main( int argc, char *argv[] )
{
int i = 0;
int plainDataSize = 0;
int cipherDataSize = 0;
char plainData[128 + 1] = {0};
char cipherData[128 + 1] = {0};
/* 依赖命令行参数输入 */
if( 1 == argc ){
fprintf( stderr, "Usage:[%s ]\n", argv[0] );
exit( EXIT_FAILURE );
}
printf( "【初始明文】[%s]\n", argv[1] );
/* 01：公钥加密 */
CHECK( cipherDataSize = encryptRsa( argv[1], cipherData, strlen( argv[1] ) ) );
/* LOOP:鉴于密文极有可能存在不可打印字符故而转十六进制输出 */
printf( "【加密密文】[" );
for( i = 0; i < cipherDataSize; i ++ )
{
printf( "%02X", cipherData[i] );
}
printf( "]\n" );
/* 02：私钥解密 */
CHECK( plainDataSize = decryptRsa( cipherData, plainData, cipherDataSize ) );
printf( "【解密明文】[%s]\n", plainData );
exit( EXIT_SUCCESS );
}
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"Makefile":
#执行文件
bin=irsa
#目标文件
objects=rsa.o
#连接规则
$(bin):$(objects)
gcc -o ~/bin/$(bin) $(objects) -lssl -lcrypto -ldl
#清理对象
.PHONY:clean
clean:
-rm ~/bin/$(bin) $(objects)
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验证效果：
【P.S.】说明：
鉴于RSA非对称加解密算法明文长度有限，故而通常应用场景：通过对称加密算法(例如DES)加密明文，而通过RSA加密对称加密算法密钥，两者组合即数字信封；(以上示例代码是存粹的RSA裸加密解密)
"Makefile"中"gcc"和"-rm"行首是'Tab'键入的水平制表符'\t'，非此会导致"make"失败；(因为编辑器的缘故无法准确表示)
关于公钥，若无公钥文件而是公钥明文串，则可以直接从中截取出模数和指数构建RSA结构，示例代码如下：
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模数
跳过公钥明文开头的7字节(十六进制即14字节)，截取256字节十六进制(以1024bit为例)
指数
公钥明文末尾3字节(十六进制即6字节)
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char *moduleHex = "xxxxxxxxx"; /* 模数16进制[256Bytes] */
char *expandHex = "xxxxxxxxx"; /* 指数16进制 */
BIGNUM *bnn = NULL; /* 模数-大数 */
BIGNUM *bne = NULL; /* 指数-大数 */
RSA *pubkey = NULL;
/* 生成大数 */
bnn = BN_new();
bne = BN_new();
BN_hex2bn( &bnn, moduleHex );
BN_hex2bn( &bne, expandHex );
if( NULL == bnn || NULL == bne ){
fprintf( stderr, "BN_new() Failed!" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
exit( EXIT_FAILURE );
}
/* 生成公钥 */
pubkey = RSA_new();
if( NULL == pubkey ){
fprintf( stderr, "RSA_new() Failed!" );
ERR_print_errors_fp( stderr );
exit( EXIT_FAILURE );
}
pubkey->n = bnn;
pubkey->e = bne;
/* 释放大数 */
if( bnn != NULL ){
BN_free( bnn );
bnn = NULL;
}
if( bne != NULL ){
BN_free( bne );
bne = NULL;
}
/* 释放公钥 */
if( pubkey != NULL ){
RSA_free( pubkey );
pubkey = NULL;
}
****************************************************************************************
