OPENSSL库使用--AES篇

一、AES算法简介

1、AES算法介绍

        密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称 Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。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。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

        如下图所示，AES算法的数据分组长度为128比特、密钥长度为128/192/256比特。

2、AES工作模式介绍    

      1）、ECB模式简介

      2）、CBC模式简介

                下图中，IV一般为16字节全0，数据块长度为16字节的整数倍，则在此数据块后附加一个8字节长的数据块，

         附加的数据块为：16进制的“80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00”  

 

二、AES算法ECB模式

1、使用函数AES_set_encrypt_key设置加密密钥。

函数原型：

int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,AES_KEY *key);

函数作用：

设定加密用的Key；

参数说明：

userKey： 密钥数值；

bits：密钥长度，以bit为单位，如果密钥数字是16个字节，则此参数值应为128；

key： AES_KEY对象指针；

返回值： 0 成功， -1 userkey，key为空， -2： 密钥长度不是128，192，256；

2、使用函数AES_set_decrypt_key设置解密密钥。

函数原型：

int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,  AES_KEY *key);

函数作用：

设定解密用的Key；

参数说明：

userKey： 密钥数值；

bits：密钥长度，以bit为单位，如果密钥数字是16个字节，则此参数值应为128；

key： AES_KEY对象指针；

返回值： 0 成功， -1 userkey，key为空， -2： 密钥长度不是128，192，256；

3、使用函数AES_ecb_encrypt对数据进行加解密

函数原型：

void AES_ecb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,    const AES_KEY *key, const int enc);

函数说明：

AES加密/解密单个数据块（16个字节），ECB模式

参数说明：

in： 需要加密/解密的数据；

out： 计算后输出的数据； 

key：密钥

enc： AES_ENCRYPT 代表加密， AES_DECRYPT代表解密；

三、AES算法CBC模式

1、使用函数AES_set_encrypt_key设置加密密钥。

函数原型：

int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,AES_KEY *key);

函数作用：

设定加密用的Key；

参数说明：

userKey： 密钥数值；

bits：密钥长度，以bit为单位，如果密钥数字是16个字节，则此参数值应为128；

key： AES_KEY对象指针；

返回值： 0 成功， -1 userkey，key为空， -2： 密钥长度不是128，192，256；

2、使用函数AES_set_decrypt_key设置解密密钥。

函数原型：

int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,  AES_KEY *key);

函数作用：

设定解密用的Key；

参数说明：

userKey： 密钥数值；

bits：密钥长度，以bit为单位，如果密钥数字是16个字节，则此参数值应为128；

key： AES_KEY对象指针；

返回值： 0 成功， -1 userkey，key为空， -2： 密钥长度不是128，192，256；

3、使用函数AES_cbc_encrypt对数据进行加解密

函数原型：

void AES_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,   size_t length, const AES_KEY *key,    unsigned char *ivec, const int enc);

函数作用：

AES加密/解密单个数据块（16个字节），CBC模式

参数说明：

in： 需要加密/解密的数据；

out： 计算后输出的数据；

length： 数据长度（这里不包含初始向量数据长度） 

key：密钥

ivec： 初始向量（一般为16字节全0） 

enc： AES_ENCRYPT 代表加密， AES_DECRYPT代表解密；

四、AES算法ECB、CBC两种模式下的加解密实现代码：

1、加密实现：

void CPage3::OnButtonEncrypt() 
{ 
 // TODO: Add your control notification handler code here 
 unsigned char key_hex[256] = {0}; 
 unsigned char data_hex[256] = {0}; 
 unsigned char initval_hex[256] = {0}; 
 unsigned char temp[256] = {0}; 
 int i = 0; 
 int keylen = 0; 
 int datalen = 0; 
 int InitialLen = 0; 
 AES_KEY key;

    UpdateData(TRUE);

 m_key.Remove(' '); 
 m_data.Remove(' '); 
 m_initval.Remove(' '); 
  
 keylen = m_key.GetLength()/2; 
    datalen = m_data.GetLength()/2; 
 InitialLen = m_initval.GetLength()/2;

 if (datalen%16!=0) 
 { 
  AfxMessageBox("输入数据长度不是16的整数倍，请重新输入!"); 
  return; 
 }

 StrToHex(m_key,key_hex,keylen); 
 StrToHex(m_data,data_hex,datalen); 
 StrToHex(m_initval,initval_hex,InitialLen);

 if (keylen == 16) 
 { 
  //设置加密密钥 
  AES_set_encrypt_key(key_hex,128,&key); 
 } 
 else if (keylen == 24) 
 { 
        //设置加密密钥 
  AES_set_encrypt_key(key_hex,192,&key); 
 } 
 else if (keylen == 32) 
 { 
  //设置加密密钥 
  AES_set_encrypt_key(key_hex,256,&key); 
 } 
 else 
 { 
        AfxMessageBox("输入密钥长度不是16/24/32字节，请重新输入!"); 
  return; 
 } 
  
 //ECB模式 
 if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO1))->GetCheck()) 
 { 
  for(i = 0;i < datalen/16;i++) 
  { 
   AES_ecb_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,&key,AES_ENCRYPT); 
  } 
 } 
 //CBC模式 
 else if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO2))->GetCheck()) 
 { 
  memcpy(data_hex+datalen,"\x80\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",16);

  datalen = datalen+16; 
   
  for(i = 0;i < datalen/16;i++) 
  { 
   AES_cbc_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,16,&key,initval_hex, AES_ENCRYPT); 
  } 
   
 } 
  
 HexToStr(temp,datalen,m_result);

    UpdateData(FALSE); 
}

2、解密实现

void CPage3::OnButtonDecrypt() 
{ 
 // TODO: Add your control notification handler code here 
 unsigned char key_hex[256] = {0}; 
 unsigned char data_hex[256] = {0}; 
 unsigned char initval_hex[256] = {0}; 
 unsigned char temp[256] = {0}; 
 int i = 0; 
 int keylen = 0; 
 int datalen = 0; 
 int InitialLen = 0; 
 AES_KEY key;

    UpdateData(TRUE);

 m_key.Remove(' '); 
 m_data.Remove(' '); 
 m_initval.Remove(' '); 
  
 keylen = m_key.GetLength()/2; 
    datalen = m_data.GetLength()/2; 
 InitialLen = m_initval.GetLength()/2;

 if (datalen%16!=0) 
 { 
  AfxMessageBox("输入数据长度不是16的整数倍，请重新输入!"); 
  return; 
 }

 StrToHex(m_key,key_hex,keylen); 
 StrToHex(m_data,data_hex,datalen); 
 StrToHex(m_initval,initval_hex,InitialLen);

 if (keylen == 16) 
 { 
  //设置解密密钥 
  AES_set_decrypt_key(key_hex,128,&key); 
 } 
 else if (keylen == 24) 
 { 
        //设置解密密钥 
  AES_set_decrypt_key(key_hex,192,&key); 
 } 
 else if (keylen == 32) 
 { 
  //设置解密密钥 
  AES_set_decrypt_key(key_hex,256,&key); 
 } 
 else 
 { 
        AfxMessageBox("输入密钥长度不是16/24/32字节，请重新输入!"); 
  return; 
 } 
  
 //ECB模式 
 if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO1))->GetCheck()) 
 { 
  for(i = 0;i < datalen/16;i++) 
  { 
   AES_ecb_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,&key,AES_DECRYPT); 
  } 
 } 
 //CBC模式 
 else if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO2))->GetCheck()) 
 { 
  for(i = 0;i < datalen/16;i++) 
  { 
   AES_cbc_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,16,&key,initval_hex, AES_DECRYPT); 
  } 
 } 
  
 HexToStr(temp,datalen,m_result);

    UpdateData(FALSE); 
}

 

转自：http://www.tuicool.com/articles/aeE3ui