【加密/解密】Botan 中的 AES 加密算法实例

时间:2022-05-14 18:30:57
AES 算法的密钥和分块大小可以是128,192,256位.
例如,AES-128算法加密后的密文的长度是 16字节的整数倍.
若明文长度小于16字节,则密文长度为16字节;
若明文长度等于16字节,则密文长度为32字节.

如果采用 AES-256, 则密钥长度必须是 256位.

MD5 哈希算法的输出是128位
SHA-256 哈希算法的输出是256位

 
#include <iostream>#include <string>using namespace std;#include <botan/botan.h>using namespace Botan;string cryptoAES128(string input,string passphrase,Cipher_Dir opt);string cryptoAES256(string input,string passphrase,Cipher_Dir opt);int main(){	char src[800]="*";	string input;	string key="zhankunlin";	string output;	const char *chars=NULL;	int length=0;	for(int i=strlen(src); i<sizeof(src)-1; i++)	{		if( i%10 == 0)			src[i]=0;		else			src[i]='A'+i%26;	}			string x(src,sizeof(src));	input=x;		cout<<"-------- 测试 AES-128 加密 -----"<<endl;	cout<<"[明文]"<<endl<<input<<endl;	output = cryptoAES128(input, key, ENCRYPTION);//加密	chars = output.data();	length = output.size();	cout<<"[密文]"<<endl;	for(int i=0; i<length; i++)		printf("%*.*X ",-2,2,chars[i]);	cout<<endl;	cout<<"密文大小: "<<length<<endl;//16的倍数	//模拟C/S结构的发送端和接收端	//发送端构造报文:报文前4个字节是报文长度,为明文;后面跟上密文.	int msgLen=length+4;	char msgLenChars[4]={};	char *message=new char[msgLen];	memset(message,0,msgLen);	sprintf(msgLenChars,"%*.*d",-4,4,msgLen);	memmove(message,msgLenChars,4);	memmove(message+4,chars,length);//密文	//发送 message	//接收端接收	memmove(msgLenChars,message,4);	sscanf(msgLenChars,"%d",&msgLen);	char *message2=new char[msgLen-4];//密文	memset(message2,0,msgLen-4);	memmove(message2,message+4,msgLen-4);	string str(message2,msgLen-4);//密文	output=str;	output = cryptoAES128(output, key, DECRYPTION);//解密	if(output =="")		cout<<"DECRYPTION failed"<<endl;	cout<<"[明文]"<<endl<<output<<endl;	cout<<"--------------------------------"<<endl;	cout<<"-------- 测试 AES-256 加密 -----"<<endl;	cout<<"[明文]"<<endl<<input<<endl;	output = cryptoAES256(input, key, ENCRYPTION);//加密	chars = output.data();	length = output.size();	cout<<"[密文]"<<endl;	for(int i=0; i<length; i++)		printf("%*.*X ",-2,2,chars[i]);	cout<<endl;	cout<<"密文大小: "<<length<<endl;//32的倍数	output = cryptoAES256(output, key, DECRYPTION);//解密	cout<<"[明文]"<<endl<<output<<endl;	cout<<"--------------------------------"<<endl;	return 0;}//// Parameters/// string input  输入字节串/// string passphrase 用于生成128位密钥的字符串,本函数使用MD5生成128位长度的密钥/// Cipher_Dir opt  加密或解密操作///                 ENCRYPTION 加密///                 DECRYPTION 解密/// @return 返回操作后的字节串. 若output等于空串,表示解密或者解密失败.//string cryptoAES128(string input,string passphrase,Cipher_Dir opt) {	HashFunction* hash = get_hash("MD5"); //MD5算法可以将任意长度的字节串转换为128位长度的字节串	SymmetricKey key = hash->process(passphrase); //产生128位的字节串作为密钥	SecureVector<byte> raw_iv = hash->process('0'+ passphrase); //字符串相加,然后对结果做MD5,生成128位的字节串	InitializationVector iv(raw_iv, 16); //初始化向量	//AES-128是算法名称,分块大小是128bit; CBC是算法模式.	//AES算法密钥和分块大小可以是128,192,256位.	//AES算法模式还包括: ECB,CFB,OFB,CTR等.	Pipe pipe(get_cipher("AES-128/CBC", key, iv, opt)); 	//Pipe pipe(get_cipher("AES-128/CBC", key, opt)); 	try{		pipe.process_msg(input); //encryption or decryption. 	}	catch(Botan::Decoding_Error &e)	{ //解密失败,抛出一个Botan::Decoding_Error类型的异常		cout<< e.what() <<endl;		string output="";		return output;	}		string output=pipe.read_all_as_string();	return output;}//// Parameters/// string input  输入字节串/// string passphrase 用于生成256位密钥的字符串,本函数使用SHA-256生成256位长度的密钥/// Cipher_Dir opt  加密或解密操作///                 ENCRYPTION 加密///                 DECRYPTION 解密/// @return 返回操作后的字节串. 若output等于空串,表示解密或者解密失败.//string cryptoAES256(string input,string passphrase,Cipher_Dir opt) {	HashFunction* hash = get_hash("SHA-256"); //SHA256算法可以将任意长度的字节串转换为256位长度的字节串	SymmetricKey key = hash->process(passphrase); //产生256位的字节串作为密钥	SecureVector<byte> raw_iv = hash->process('0'+ passphrase); 	InitializationVector iv(raw_iv, 16); //初始化向量,可能会抛出异常 Botan::Invalid_IV_Length	//AES-256是算法名称,分块大小是256bit; CBC是算法模式.	//AES算法密钥和分块大小可以是128,192,256位.	//AES算法模式还包括: ECB,CFB,OFB,CTR等.	Pipe pipe(get_cipher("AES-256/CBC", key, iv, opt)); 	try{		pipe.process_msg(input); //encryption or decryption. 	}	catch(Botan::Decoding_Error &e)	{		cout<< e.what() <<endl;		string output="";		return output;	}	string output=pipe.read_all_as_string();	return output;}