Crypto API 学习笔记一

标 题: 【原创】Crypto API 学习笔记一
作 者: jdxyw
时 间: 2006-09-01,16:47
链 接: http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=31357
Crypto API 学习笔记一
微软公司在NT4.0以上版本中提供了一套完整的Crypto API的函数，支持密钥交换，数据加密解密，数字签名，给程序员带来了很大方便，用户在对软件进行保护的时候可以直接利用Crypto API来完成这些工作，比如计算注册码，检查程序的完整性等。
  我们在用这些的API进行加密解密的时候，只需要知道如何去应用它们，而不必知道它们的底层实现。如果想知道它们更为详尽的资料，可以查找相关的资料。
  对Crypto API只是业余型的感兴趣，想通过写学习笔记，一是让自己记的更牢固些，二是想把自己的学的跟大家探讨一下。写的不好，大家多多原谅。我主要通过MSDN来学习，例子也是完全取自MSDN。
  首先，是Crypto API运行的环境。
首先需要Crypt32.lib，将它加到project－>setting->link下面，当然你也可以在程序中用#pragma comment (lib, "crypt32.lib")加入。
  在程序开头，你要加入两个头文件 windows.h 和 Wincrypt.h，和一个#define MY_ENCODING_TYPE  (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
  在正式应用API进行一系列的加密解密的时候，需要有一些准备工作，下面是介绍一些在正式开始时所需要了解和做的工作。
生成密钥和密钥容器
  我们知道，在进行加密解密的时候，我们需要一个密钥进行加密，和一个密钥进行解密，加密密钥和解密密钥可能相同，也可能不同。于是在我们进行加密解密的开始时，我们首先需要有密钥。下面这个程序，完成了三个任务，并且介绍了一些函数的用法。
任务一：获取一个指定的密钥容器，如果这个容器不存在，创建一个。
任务二：如果容器中不存在一个签名密钥对，创建一个
任务三：如果容器中不存在一个交换密钥对，创建一个
  //-------------------------------------------------------------------
下面这段程序使用到了这几个函数

CryptAcquireContext  
CryptDestroyKey  
CryptGenKey  
CryptGetUserKey  
// Copyright (c) Microsoft Corporation.  All rights reserved. 
#include <stdio.h> 
#include <tchar.h> 
#include <windows.h> 
#include <Wincrypt.h> 
//------------------------------------------------------------------- 
void MyHandleError(LPTSTR psz) 
{ 
    _ftprintf(stderr, TEXT("An error occurred in the program. \n")); 
    _ftprintf(stderr, TEXT("%s\n"), psz); 
    _ftprintf(stderr, TEXT("Error number %x.\n"), GetLastError()); 
    _ftprintf(stderr, TEXT("Program terminating. \n")); 
    exit(1); 
} // End of MyHandleError. 

上面这个函数是一个异常处理函数，当出现错误的时候，出现提示，并推出程序。以后的程序中都有这个函数，以后就会将这个函数的实现省去。现在这个函数的实现在后面。

void main(void)  
{  
        HCRYPTPROV hCryptProv;   //定义一个CSP模块的句柄。“CSP模块，请查看《加密解密二》222页，那里有简单的说明，这里就不说了。      
        LPCTSTR pszContainerName = TEXT("My Sample Key Container");//用一个TEXT宏定义一个容器的名字， 
    if(CryptAcquireContext(        //这个函数是获取有某个容器的CSP模块的指针，成功返回TRUE。 
        &hCryptProv,            //指向一个CSP模块句柄指针，里面用指定的容器 
        pszContainerName,       //指定容器的名称 
     NULL,                //这个参数这里用的是缺省值，指得是缺省得CSP模块，你也可以传入一个LPCTSTR类型的字符串，指定CSP模块 
        PROV_RSA_FULL,      //确定密钥的类型 
        0))                    //常设为0，还有些其他的类型，请看MSDN 
    { 
        _tprintf( 
            TEXT("A crypto context with the %s key container ") 
            TEXT("has been acquired.\n"),  
            pszContainerName); 
    } 
    else 
    {  
        //不成功的处理段 
        if(GetLastError() == NTE_BAD_KEYSET)     // NTE_BAD_KEYSET意味着密钥 
//容器不存在，下面就去创建一个 
//新的密钥容器 
        { 
            if(CryptAcquireContext( 
                &hCryptProv,  
                pszContainerName,  
                NULL,  
                PROV_RSA_FULL,  
                CRYPT_NEWKEYSET))           // CRYPT_NEWKEYSET意味着当指定容器不存在的时候，去创建一个容器。 
            { 
                _tprintf(TEXT("A new key container has been ") 
                    TEXT("created.\n")); 
            } 
            else 
            { 
                MyHandleError(TEXT("Could not create a new key ") 
                    TEXT("container.\n")); 
            } 
        } 
        else 
        { 
            MyHandleError(TEXT("CryptAcquireContext failed.\n")); 
        } 
    } 
    HCRYPTKEY hKey;                            //创建一个密钥句柄 
    if(CryptGetUserKey(                           // CryptGetUserKey是获取一个密钥//句柄的函数，成功返回TRUE 
        hCryptProv,                               //指定容器的CSP模块句柄 
        AT_SIGNATURE,                         //指定私钥的类型 
        &hKey))                                //原来接收获取的密钥句柄 
    { 
        _tprintf(TEXT("A signature key is available.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        _tprintf(TEXT("No signature key is available.\n")); 
        if(GetLastError() == NTE_NO_KEY)              // NTE_NO_KEY意味着密钥不存在，下面就生成一个密钥 
        { 
            _tprintf(TEXT("The signature key does not exist.\n")); 
            _tprintf(TEXT("Create a signature key pair.\n"));  
            if(CryptGenKey(                          // CryptGenKey生成一个密钥 
                hCryptProv,                          //指定CSP模块的句柄 
                AT_SIGNATURE,                    //对于公钥密码系统，生成一个私钥和一个公钥，这个参数指定了这个密钥是公钥，于是生成了一个密码对。如果不是公钥系统，则指定了密码算法，具体看MSDN。 
                0,                                 //指定了生成密钥的类型，这个参数的说明挺多的，想获取更为详尽的资料请看MSDN。 
                &hKey))  
            { 
                _tprintf(TEXT("Created a signature key pair.\n")); 
            } 
            else 
            { 
                MyHandleError(TEXT("Error occurred creating a ") 
                    TEXT("signature key.\n"));  
            } 
        } 
        else 
        { 
            MyHandleError(TEXT("An error other than NTE_NO_KEY ") 
                TEXT("getting a signature key.\n")); 
        } 
    } // End if. 
    _tprintf(TEXT("A signature key pair existed, or one was ") 
        TEXT("created.\n\n")); 
        if(hKey)                              //将密钥句柄销毁 
    { 
        if(!(CryptDestroyKey(hKey))) 
        { 
            MyHandleError(TEXT("Error during CryptDestroyKey.")); 
        } 
        hKey = NULL; 
    }  
    下面这部分和上面是类似的，只不过密钥类型不相同而已。 
    if(CryptGetUserKey( 
        hCryptProv, 
        AT_KEYEXCHANGE, 
        &hKey))  
    { 
        _tprintf(TEXT("An exchange key exists.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        _tprintf(TEXT("No exchange key is available.\n")); 
        // Check to determine whether an exchange key  
        // needs to be created. 
        if(GetLastError() == NTE_NO_KEY)  
        {  
            // Create a key exchange key pair. 
            _tprintf(TEXT("The exchange key does not exist.\n")); 
            _tprintf(TEXT("Attempting to create an exchange key ") 
                TEXT("pair.\n")); 
            if(CryptGenKey( 
                hCryptProv, 
                AT_KEYEXCHANGE, 
                0, 
                &hKey))  
            { 
                _tprintf(TEXT("Exchange key pair created.\n")); 
            } 
            else 
            { 
                MyHandleError(TEXT("Error occurred attempting to ") 
                    TEXT("create an exchange key.\n")); 
            } 
        } 
        else 
        { 
            MyHandleError(TEXT("An error other than NTE_NO_KEY ") 
                TEXT("occurred.\n")); 
        } 
    } 
    // Destroy the exchange key. 
    if(hKey) 
    { 
        if(!(CryptDestroyKey(hKey))) 
        { 
            MyHandleError(TEXT("Error during CryptDestroyKey.")); 
        } 
        hKey = NULL; 
    } 
    // Release the CSP. 
    if(hCryptProv) 
    { 
        if(!(CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))) 
        { 
            MyHandleError(TEXT("Error during CryptReleaseContext.")); 
        } 
    }  
    _tprintf(TEXT("Everything is okay. A signature key ")); 
    _tprintf(TEXT("pair and an exchange key exist in ")); 
    _tprintf(TEXT("the %s key container.\n"), pszContainerName);   
} // End main.

 

  下面我们再通过一个程序，用几种不同的方法，将CryptAcquireContext和其他的API函数联系起来，看看它们是如何与一个CSP和容器工作的。这个程序演示了以下内容和几个函数。
一．  用CryptAcquireContext获取一个缺省容器的缺省CSP的句柄。如果缺省容器不存在，用CryptAcquireContext创建一个。
二．  用CryptGetProvParam获取CSP和容器的信息。
三．  用CryptContextAddRef增加CSP的引用计数器的数值。
四．  用CryptAcquireContext创建一个指定的容器
五．  用CryptAcquireContext删除一个容器
六．  用一个新创建的容器获取一个CSP的句柄。

#include <stdio.h> 
#include <tchar.h> 
#include <windows.h> 
#include <Wincrypt.h> 
异常处理函数省略 
void main(void) 
{ 
    HCRYPTPROV hCryptProv;                            //定义CSP句柄 
    if(CryptAcquireContext( 
        &hCryptProv,  
        NULL,                                           //缺省容器 
        NULL,                                           //缺省CSP 
        PROV_RSA_FULL,  
        0))  
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        if (GetLastError() == NTE_BAD_KEYSET)               //同样，如果当不存在这样的容器的时候，创建一个 
        { 
            if(CryptAcquireContext( 
                &hCryptProv,  
                NULL,  
                NULL,  
                PROV_RSA_FULL,  
                CRYPT_NEWKEYSET))                      
            { 
                _tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded.\n")); 
            } 
            else 
            { 
                MyHandleError(TEXT("Could not create the default ") 
                    TEXT("key container.\n")); 
            } 
        } 
        else 
        { 
            MyHandleError(TEXT("A general error running ") 
                TEXT("CryptAcquireContext.")); 
        } 
    } 
    CHAR pszName[1000]; 
    DWORD cbName; 
    cbName = 1000; 
    if(CryptGetProvParam( 
        hCryptProv,                                     //CSP模块句柄 
        PP_NAME,                                     //指定获取哪些信息，这里是指定获取CSP名字的信息 
        (BYTE*)pszName,                               //缓冲区接受信息返回值 
        &cbName,  
        0)) 
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptGetProvParam succeeded.\n")); 
        printf("Provider name: %s\n", pszName); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error reading CSP name.\n")); 
    } 
    //--------------------------------------------------------------- 
    // Read the name of the key container. 
    cbName = 1000; 
    if(CryptGetProvParam( 
        hCryptProv,  
        PP_CONTAINER,                                       //获取容器名字 
        (BYTE*)pszName,  
        &cbName,  
        0)) 
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptGetProvParam succeeded.\n")); 
        printf("Key Container name: %s\n", pszName); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error reading key container name.\n")); 
    } 
    if(CryptContextAddRef(                       // CryptContextAddRef是向一个CSP的引用计数器增加一个值的函数 
        hCryptProv,  
        NULL,                                //保留值，必须为NULL 
        0))                     //保留值，必须为0 
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptcontextAddRef succeeded.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during CryptContextAddRef!\n")); 
    } 
    //--------------------------------------------------------------- 
    //  The reference count on hCryptProv is now greater than one.  
    //  The first call to CryptReleaseContext will not release the  
    //  provider handle.  
    //--------------------------------------------------------------- 
    //  Release the context once. 
    if (CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))                // CryptReleaseContext是用来释放CSP句柄的，当这个函数调用一次的时候，CSP里面的引用计数就减少一，当引用计数减少的0的时候。CSP将不能再被这个程序中的任何函数调用了。 
    { 
        _tprintf(TEXT("The first call to CryptReleaseContext ") 
            TEXT("succeeded.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during ") 
            TEXT("CryptReleaseContext #1!\n")); 
    } 
    if (CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))                //再次释放CSP模块 
    { 
        _tprintf(TEXT("The second call to CryptReleaseContext ") 
            TEXT("succeeded.\n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during ") 
            TEXT("CryptReleaseContext #2!\n")); 
    } 
   下面是从PROV_RSA_FULL的CSP模块中创建一个自己的容器 
    LPCTSTR pszContainerName = TEXT("My Sample Key Container"); 
    hCryptProv = NULL; 
    if(CryptAcquireContext( 
        &hCryptProv,  
        pszContainerName, 
        NULL,  
        PROV_RSA_FULL,  
        CRYPT_NEWKEYSET))  
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded. \n")); 
        _tprintf(TEXT("New key set created. \n"));  
        //----------------------------------------------------------- 
        // Release the provider handle and the key container. 
        if(hCryptProv) 
        { 
            if(CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))  
            { 
                hCryptProv = NULL; 
                _tprintf(TEXT("CryptReleaseContext succeeded. \n")); 
            } 
            else 
            { 
                MyHandleError(TEXT("Error during ") 
                    TEXT("CryptReleaseContext!\n")); 
            } 
        } 
    } 
    else 
    { 
        if(GetLastError() == NTE_EXISTS) 
        { 
            _tprintf(TEXT("The named key container could not be ") 
                TEXT("created because it already exists.\n")); 
        } 
        else 
        { 
            MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext ") 
                TEXT("for a new key container.")); 
        } 
    } 
    if(CryptAcquireContext( 
        &hCryptProv,  
        pszContainerName,  
        NULL,  
        PROV_RSA_FULL, 
        0))  
    { 
        _tprintf(TEXT("Acquired the key set just created. \n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext!\n")); 
    } 
    //--------------------------------------------------------------- 
    // Perform cryptographic operations. 
    //--------------------------------------------------------------- 
       if(CryptReleaseContext( 
        hCryptProv,  
        0))  
    { 
        _tprintf(TEXT("CryptReleaseContext succeeded. \n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during CryptReleaseContext!\n")); 
    } 
    if(CryptAcquireContext( 
        &hCryptProv,  
        pszContainerName,  
        NULL,  
        PROV_RSA_FULL, 
        CRYPT_DELETEKEYSET))                    //CRYPT_DELETEKEYSET意味着CryptAcquireContex删除一个指定的容器 
    { 
        _tprintf(TEXT("Deleted the key container just created. \n")); 
    } 
    else 
    { 
        MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext!\n")); 
    } 
}