实验一-密码引擎-加密API研究
实验一-密码引擎-加密API研究
一、Crypto API
Windows CryptoAPI是Microsoft 公司提出的安全加密应用服务框架，也是PKI推荐使用的加密 API。它提供了在Win32 环境下使用认证、编码、加密和签名等安全服务时的标准加密接口，用于增强应用程序的安全性与可控性。应用开发者可以在不了解复杂的加密机制和加密算法的情况下，简便、快速地开发出标准、通用和易于扩展的安全加密应用程序。CryptoAPI共有五部分组成：简单消息函数（Simplified Message Functions）、低层消息函数（Low-level Message Functions）、基本加密函数（Base Cryptographic Functions）、证书编解码函数（Certificate Encode/Decode Functions）和证书库管理函数（Certificate Store Functions）。其中前三者可用于对敏感信息进行加密或签名处理，可保证网络传输信心的私有性；后两者通过对证书的使用，可保证网络信息交流中的认证性。现在CryptoAPI的最新版本为2.0版本。
二、RAS公司的PKCS#11标准
- PKCS# 11标准定义了与密码令牌（如硬件安全模块(HSM)和智能卡）的独立于平台的API，API定义了最常用的加密对像类型（RSA密钥，X.509证书，DES / 三重DES密钥等）以及使用，创建/生成，修改和删除这些对象所需的所有功能。
- PKCS# 11只提供了接口的定义， 不包括接口的实现，一般接口的实现是由设备提供商提供的。
- P11标准颁发了70余条指令。其中部分指令简介如下表：
- PKCS#11架构
三、GM/T 0016-2012 智能密码钥匙密码应用接口规范
本标准规定了基于PKI密码体制的智能密码钥匙密码应用接口，描述了密码应用接口的函数数据类型、参数的定义和设备的安全要求。
设备管理系列函数
访问控制系列函数
应用管理系列函数
文件管理系列函数
容器管理系列函数
密码服务系列函数
错误代码定义和说明
四、GM/T 0018-2012密码设备应用接口规范
- 本标准的目标是为公钥密码基础设施应用体系框架下的服务类密码设备制定统一的应用接口标准，通过该接口调用密码设备，向上层提供基础密码服务。为该类密码设备的开发、使用及检测提供标准依据和指导，有利于提高该类密码设备的产品化、标准化和系列化水平。
- 范围：本标准规定了公钥密码基础设施应用技术体系下服务类密码设备的应用接口标准，适用于服务类密码设备的研制、使用，以及基于该类密码设备的应用开发，也可用于指导该类密码设备的检测。
- 密码设备应用接口在公钥密码基础设施应用技术体系框架中的位置：在公钥密码基础设施应用技术体系框架中，密码设备服务层由密码机、密码卡、智能密码终瑞等设备组成，通过本标准规定的密码设备应用接口向通用密码服务层提供基础密码服务。如下图：
设备信息定义
- 设备管理类函数：
- 打开设备：SDF_OpenDevice
- 关闭设备：SDF_CloseDevice
- 创建会话：SDF_OpenSession
- 关闭会话：SDF_CloseSession
- 获取设备信息：SDF_GetDeviceInfo
- 产生随机数：SDF_GenerateRandom
- 获取私钥使用权限：SDF_GetPrivateKeyAccessRight
- 释放私钥使用权限：SDF_ReleasePrivateKeyAccessRight
密钥管理函数
- 非对称算法运算类函数
- 部公钥 RSA 运算:SDF_ExternalPublicKeyOperation_RSA
- 内部公钥 RSA 运算:SDF_InternalPublicKeyOperation_RSA
- 内部私钥 RSA 运算:SDF_InternalPrivateKeyOperation_RSA
- 外部密钥 ECC 验证:SDF_ExternalVerify_ECC
- 内部密钥 ECC 签名:SDF_InternalSign_ECC
- 内部密钥 ECC 验证:SDF_InternalVerify_ECC
- 外部密钥 ECC 加密:SDF_ExternalEncrypt_ECC
- 对称算法运算类函数
- 对称加密：SDF_Encrypt
- 对称解密：SDF_Decrypt
- 计算MAC:SDF_CalculateMAC
- 杂凑运算类函数
- 杂凑运算初始化：SDF_HashInit
- 多包杂凑运算：SDF_HashUpdate
- 杂凑运算结束：SDF_HashFinal
函数返回代码定义
