OPENSSL库的使用-AES篇

原文地址:http://blog.csdn.net/duanxingheng/article/details/11730617

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*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。

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2、AES工作模式介绍

1）、ECB模式简介

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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”

OPENSSL库的使用-AES篇

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);
}

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