C++ openssl AES/CBC/PKCS7Padding 256位加密 解密示例 MD5示例

news/2025/2/26 21:37:02

C++ openssl AES/CBC/PKCS7Padding 256位加密 解密示例
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加密

为了确保 AES 加密使用 AES/CBC/PKCS7Padding，我们需要确保在加密过程中正确处理填充。OpenSSL 的 AES_cbc_encrypt 函数并不自动处理填充，因此我们需要手动实现 PKCS7 填充。

以下是更新后的代码，确保在加密时使用 PKCS7 填充：

#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <stdexcept>

void printHex(const std::vector<unsigned char>& data) {
    for (unsigned char byte : data) {
        std::cout << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << (int)byte;
    }
    std::cout << std::endl;
}

// PKCS7 填充
std::vector<unsigned char> pkcs7_pad(const std::vector<unsigned char>& data, size_t blockSize) {
    size_t paddingSize = blockSize - (data.size() % blockSize);
    std::vector<unsigned char> paddedData(data);
    paddedData.insert(paddedData.end(), paddingSize, static_cast<unsigned char>(paddingSize));
    return paddedData;
}

std::vector<unsigned char> aes_encrypt(const std::vector<unsigned char>& key, 
                                        const std::vector<unsigned char>& iv, 
                                        const std::vector<unsigned char>& plaintext) {
    AES_KEY encryptKey;
    std::vector<unsigned char> paddedPlaintext = pkcs7_pad(plaintext, AES_BLOCK_SIZE);
    std::vector<unsigned char> ciphertext(paddedPlaintext.size());

    // 设置加密密钥
    if (AES_set_encrypt_key(key.data(), 256, &encryptKey) < 0) {
        throw std::runtime_error("Failed to set encryption key");
    }

    // 加密
    AES_cbc_encrypt(paddedPlaintext.data(), ciphertext.data(), paddedPlaintext.size(), &encryptKey, const_cast<unsigned char*>(iv.data()), AES_ENCRYPT);

    return ciphertext;
}

int main() {
    // 密钥
    std::vector<unsigned char> key = {
        0xDF, 0xAB, 0x3A, 0xC1, 0xA8, 0xD6, 0xA4, 0xE4,
        0x30, 0x63, 0x64, 0xDC, 0x06, 0x93, 0xE2, 0x26,
        0x20, 0x80, 0x72, 0xF7, 0x68, 0x89, 0x5E, 0xD5,
        0xFB, 0x68, 0x49, 0x93, 0xE0, 0x9A, 0x42, 0xA6
    };

    // 明文
    std::vector<unsigned char> plaintext = {
        0x68, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x20, 0x77, 0x6F,
        0x72, 0x6C, 0x64, 0x21, 0x20, 0x54, 0x68, 0x69,
        0x73, 0x20, 0x69, 0x73, 0x20, 0x61, 0x20, 0x74,
        0x65, 0x73, 0x74, 0x20, 0x6D, 0x65, 0x73, 0x73,
        0x61, 0x67, 0x65
    };

    // 初始向量
    std::vector<unsigned char> iv = {
        0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,
        0x38, 0x39, 0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66
    };

    try {
        std::vector<unsigned char> ciphertext = aes_encrypt(key, iv, plaintext);
        std::cout << "Encrypted ciphertext: ";
        printHex(ciphertext);
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

说明：

  1. PKCS7 填充：pkcs7_pad 函数实现了 PKCS7 填充。它计算需要添加的填充字节数，并在明文末尾添加相应数量的字节。
  2. 加密过程：在加密之前，首先对明文进行填充，然后使用 AES_cbc_encrypt 进行加密。
  3. 输出：加密后的密文以十六进制格式输出。

确保在项目中链接 OpenSSL 库，并根据您的项目设置进行相应的调整。这样可以确保加密后的密文符合 AES/CBC/PKCS7Padding 的要求。

解密

确保使用 AES/CBC/PKCS7Padding。我们将添加解密函数，并在 main 函数中演示如何使用它。

#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <stdexcept>

void printHex(const std::vector<unsigned char>& data) {
    for (unsigned char byte : data) {
        std::cout << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << (int)byte;
    }
    std::cout << std::endl;
}

// PKCS7 填充
std::vector<unsigned char> pkcs7_pad(const std::vector<unsigned char>& data, size_t blockSize) {
    size_t paddingSize = blockSize - (data.size() % blockSize);
    std::vector<unsigned char> paddedData(data);
    paddedData.insert(paddedData.end(), paddingSize, static_cast<unsigned char>(paddingSize));
    return paddedData;
}

// PKCS7 去填充
std::vector<unsigned char> pkcs7_unpad(const std::vector<unsigned char>& data) {
    size_t paddingSize = data.back();
    return std::vector<unsigned char>(data.begin(), data.end() - paddingSize);
}

std::vector<unsigned char> aes_encrypt(const std::vector<unsigned char>& key, 
                                        const std::vector<unsigned char>& iv, 
                                        const std::vector<unsigned char>& plaintext) {
    AES_KEY encryptKey;
    std::vector<unsigned char> paddedPlaintext = pkcs7_pad(plaintext, AES_BLOCK_SIZE);
    std::vector<unsigned char> ciphertext(paddedPlaintext.size());

    // 设置加密密钥
    if (AES_set_encrypt_key(key.data(), 256, &encryptKey) < 0) {
        throw std::runtime_error("Failed to set encryption key");
    }

    // 加密
    AES_cbc_encrypt(paddedPlaintext.data(), ciphertext.data(), paddedPlaintext.size(), &encryptKey, const_cast<unsigned char*>(iv.data()), AES_ENCRYPT);

    return ciphertext;
}

std::vector<unsigned char> aes_decrypt(const std::vector<unsigned char>& key, 
                                        const std::vector<unsigned char>& iv, 
                                        const std::vector<unsigned char>& ciphertext) {
    AES_KEY decryptKey;
    std::vector<unsigned char> decryptedData(ciphertext.size());

    // 设置解密密钥
    if (AES_set_decrypt_key(key.data(), 256, &decryptKey) < 0) {
        throw std::runtime_error("Failed to set decryption key");
    }

    // 解密
    AES_cbc_encrypt(ciphertext.data(), decryptedData.data(), ciphertext.size(), &decryptKey, const_cast<unsigned char*>(iv.data()), AES_DECRYPT);

    // 去填充
    return pkcs7_unpad(decryptedData);
}

int main() {
    // 密钥
    std::vector<unsigned char> key = {
        0xDF, 0xAB, 0x3A, 0xC1, 0xA8, 0xD6, 0xA4, 0xE4,
        0x30, 0x63, 0x64, 0xDC, 0x06, 0x93, 0xE2, 0x26,
        0x20, 0x80, 0x72, 0xF7, 0x68, 0x89, 0x5E, 0xD5,
        0xFB, 0x68, 0x49, 0x93, 0xE0, 0x9A, 0x42, 0xA6
    };

    // 明文
    std::vector<unsigned char> plaintext = {
        0x68, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x20, 0x77, 0x6F,
        0x72, 0x6C, 0x64, 0x21, 0x20, 0x54, 0x68, 0x69,
        0x73, 0x20, 0x69, 0x73, 0x20, 0x61, 0x20, 0x74,
        0x65, 0x73, 0x74, 0x20, 0x6D, 0x65, 0x73, 0x73,
        0x61, 0x67, 0x65
    };

    // 初始向量
    std::vector<unsigned char> iv = {
        0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,
        0x38, 0x39, 0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66
    };

    try {
        // 加密
        std::vector<unsigned char> ciphertext = aes_encrypt(key, iv, plaintext);
        std::cout << "Encrypted ciphertext: ";
        printHex(ciphertext);

        // 解密
        std::vector<unsigned char> decryptedText = aes_decrypt(key, iv, ciphertext);
        std::cout << "Decrypted plaintext: ";
        printHex(decryptedText);
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

说明：

  1. PKCS7 填充和去填充：

    • pkcs7_pad 函数用于在加密前对明文进行填充。
    • pkcs7_unpad 函数用于在解密后去除填充。

  2. AES 加密和解密：

    • aes_encrypt 函数实现 AES 加密，使用 CBC 模式和 PKCS7 填充。
    • aes_decrypt 函数实现 AES 解密，使用 CBC 模式，并在解密后去除填充。

  3. 主函数：

    • 在 main 函数中，首先加密明文，然后解密密文，并输出加密后的密文和解密后的明文。

确保在项目中链接 OpenSSL 库，并根据您的项目设置进行相应的调整。这样可以确保加密和解密过程符合 AES/CBC/PKCS7Padding 的要求。

C++ 用openssl计算字符串的md5

要在 C++ 中使用 OpenSSL 计算字符串的 MD5 哈希，可以按照以下步骤进行。首先，确保你已经安装了 OpenSSL 库。然后，你可以使用以下代码示例来计算字符串的 MD5 值：

#include <iostream>
#include <openssl/md5.h>

std::string calculateMD5(const std::string &input) {
    unsigned char digest[MD5_DIGEST_LENGTH];
    MD5((unsigned char*)input.c_str(), input.size(), digest);

    // 将结果转换为十六进制字符串
    char md5String[33];
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; ++i) {
        sprintf(&md5String[i * 2], "%02x", (unsigned int)digest[i]);
    }
    return std::string(md5String);
}

int main() {
    std::string input = "hello world";
    std::string md5Hash = calculateMD5(input);
    std::cout << "MD5 of \"" << input << "\" is: " << md5Hash << std::endl;
    return 0;
}

代码说明：

  1. 包含头文件：引入 openssl/md5.h 以使用 MD5 函数。
  2. 计算 MD5：calculateMD5 函数接受一个字符串输入，计算其 MD5 值，并返回十六进制格式的字符串。
  3. 主函数：在 main 函数中，定义一个输入字符串并调用 calculateMD5 函数，然后输出结果。

编译和运行：

确保在编译时链接 OpenSSL 库，例如：

g++ -o md5_example md5_example.cpp -lssl -lcrypto

然后运行生成的可执行文件：

./md5_example

这将输出字符串 “hello world” 的 MD5 哈希值。


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