Crypto++入门学习笔记（DES、AES、RSA、SHA-256）详解编程语言

 1#include <iostream> 
2#include <des.h> 
3 
4#pragma comment( lib, "cryptlib.lib" ) 
5 
6using namespace std; 
7using namespace CryptoPP; 
8 
9int main( void ) 
10{ 
11    //主要是打印一些基本信息，方便调试： 
12    cout << "DES Parameters: " << endl; 
13    cout << "Algorithm name : " << DES::StaticAlgorithmName() << endl;  
14     
15    unsigned char key[ DES::DEFAULT_KEYLENGTH ]; 
16    unsigned char input[ DES::BLOCKSIZE ] = "12345"; 
17    unsigned char output[ DES::BLOCKSIZE ]; 
18    unsigned char txt[ DES::BLOCKSIZE ]; 
19 
20    cout << "input is: " << input << endl; 
21 
22    //可以理解成首先构造一个加密器 
23    DESEncryption encryption_DES; 
24 
25    //回忆一下之前的背景，对称加密算法需要一个密匙。加密和解密都会用到。 
26    //因此，设置密匙。 
27    encryption_DES.SetKey( key, DES::KEYLENGTH ); 
28    //进行加密 
29    encryption_DES.ProcessBlock( input, output ); 
30 
31    //显示结果 
32    //for和for之后的cout可有可无，主要为了运行的时候看加密结果 
33    //把字符串的长度写成一个常量其实并不被推荐。 
34    //不过笔者事先知道字符串长，为了方便调试，就直接写下。 
35    //这里主要是把output也就是加密后的内容，以十六进制的整数形式输出。 
36    for( int i = 0; i < 5; i++ ) 
37    { 
38        cout << hex << (int)output[ i ] << ends; 
39    } 
40    cout << endl; 
41 
42    //构造一个加密器 
43    DESDecryption decryption_DES;     
44 
45    //由于对称加密算法的加密和解密都是同一个密匙， 
46    //因此解密的时候设置的密匙也是刚才在加密时设置好的key 
47    decryption_DES.SetKey( key, DES::KEYLENGTH ); 
48    //进行解密，把结果写到txt中 
49    //decryption_DES.ProcessAndXorBlock( output, xorBlock, txt ); 
50    decryption_DES.ProcessBlock( output, txt ); 
51 
52    //以上，加密，解密还原过程已经结束了。以下是为了验证： 
53    //加密前的明文和解密后的译文是否相等。 
54    if ( memcmp( input, txt, 5 ) != 0 ) 
55    { 
56        cerr << "DES Encryption/decryption failed./n"; 
57        abort(); 
58    } 
59    cout << "DES Encryption/decryption succeeded./n"; 
60     
61    return 0; 
62} 
63

#include <iostream> 
#include <aes.h> 
#pragma comment( lib, "cryptlib.lib" ) 
using namespace std;  
using namespace CryptoPP; 
int main() 
{ 
//AES中使用的固定参数是以类AES中定义的enum数据类型出现的，而不是成员函数或变量 
//因此需要用::符号来索引 
cout << "AES Parameters: " << endl; 
cout << "Algorithm name : " << AES::StaticAlgorithmName() << endl;  
//Crypto++库中一般用字节数来表示长度，而不是常用的字节数 
cout << "Block size : " << AES::BLOCKSIZE * 8 << endl; 
cout << "Min key length : " << AES::MIN_KEYLENGTH * 8 << endl; 
cout << "Max key length : " << AES::MAX_KEYLENGTH * 8 << endl; 
//AES中只包含一些固定的数据，而加密解密的功能由AESEncryption和AESDecryption来完成 
//加密过程 
AESEncryption aesEncryptor; //加密器  
 
unsigned char aesKey[AES::DEFAULT_KEYLENGTH]; //密钥 
unsigned char inBlock[AES::BLOCKSIZE] = "123456789"; //要加密的数据块 
unsigned char outBlock[AES::BLOCKSIZE]; //加密后的密文块 
unsigned char xorBlock[AES::BLOCKSIZE]; //必须设定为全零 
 
memset( xorBlock, 0, AES::BLOCKSIZE ); //置零 
 
aesEncryptor.SetKey( aesKey, AES::DEFAULT_KEYLENGTH ); //设定加密密钥 
aesEncryptor.ProcessAndXorBlock( inBlock, xorBlock, outBlock ); //加密 
//以16进制显示加密后的数据 
for( int i=0; i<16; i++ ) { 
cout << hex << (int)outBlock[i] << " "; 
} 
cout << endl; 
//解密 
AESDecryption aesDecryptor; 
unsigned char plainText[AES::BLOCKSIZE]; 
aesDecryptor.SetKey( aesKey, AES::DEFAULT_KEYLENGTH ); 
//细心的朋友注意到这里的函数不是之前在DES中出现过的：ProcessBlock， 
//而是多了一个Xor。其实，ProcessAndXorBlock也有DES版本。用法跟AES版本差不多。 
//笔者分别在两份代码中列出这两个函数，有兴趣的朋友可以自己研究一下有何差异。 
aesDecryptor.ProcessAndXorBlock( outBlock, xorBlock, plainText ); 
for( int i=0; i<16; i++ )  
{  
cout << plainText[i];  
} 
cout << endl; 
return 0; 
}

1//version at Crypto++ 5.60 
2#include "randpool.h" 
3#include "rsa.h" 
4#include "hex.h" 
5#include "files.h" 
6#include <iostream> 
7 
8using namespace std; 
9using namespace CryptoPP; 
10 
11#pragma comment(lib, "cryptlib.lib") 
12 
13 
14//------------------------ 
15 
16// 函数声明 
17 
18//------------------------ 
19 
20void GenerateRSAKey( unsigned int keyLength, const char *privFilename, const char *pubFilename, const char *seed  ); 
21string RSAEncryptString( const char *pubFilename, const char *seed, const char *message ); 
22string RSADecryptString( const char *privFilename, const char *ciphertext ); 
23RandomPool & GlobalRNG(); 
24 
25//------------------------ 
26// 主程序 
27//------------------------ 
28 
29void main( void ) 
30 
31{ 
32    char priKey[ 128 ] = { 0 }; 
33    char pubKey[ 128 ] = { 0 }; 
34    char seed[ 1024 ]  = { 0 }; 
35 
36    // 生成 RSA 密钥对 
37    strcpy( priKey, "pri" );  // 生成的私钥文件 
38    strcpy( pubKey, "pub" );  // 生成的公钥文件 
39    strcpy( seed, "seed" ); 
40    GenerateRSAKey( 1024, priKey, pubKey, seed ); 
41 
42    // RSA 加解密 
43    char message[ 1024 ] = { 0 }; 
44    cout<< "Origin Text:/t" << "Hello World!" << endl << endl; 
45    strcpy( message, "Hello World!" ); 
46    string encryptedText = RSAEncryptString( pubKey, seed, message );  // RSA 公匙加密 
47    cout<<"Encrypted Text:/t"<< encryptedText << endl << endl; 
48    string decryptedText = RSADecryptString( priKey, encryptedText.c_str() );  // RSA 私匙解密 
49} 
50 
51 
52 
53//------------------------ 
54 
55// 生成RSA密钥对 
56 
57//------------------------ 
58 
59void GenerateRSAKey(unsigned int keyLength, const char *privFilename, const char *pubFilename, const char *seed) 
60{ 
61    RandomPool randPool; 
62    randPool.Put((byte *)seed, strlen(seed)); 
63 
64    RSAES_OAEP_SHA_Decryptor priv(randPool, keyLength); 
65    HexEncoder privFile(new FileSink(privFilename)); 
66 
67    priv.DEREncode(privFile); 
68    privFile.MessageEnd(); 
69 
70    RSAES_OAEP_SHA_Encryptor pub(priv); 
71    HexEncoder pubFile(new FileSink(pubFilename)); 
72    pub.DEREncode(pubFile); 
73 
74    pubFile.MessageEnd(); 
75 
76    return ； 
77} 
78 
79 
80 
81//------------------------ 
82 
83// RSA加密 
84 
85//------------------------ 
86 
87string RSAEncryptString( const char *pubFilename, const char *seed, const char *message ) 
88{ 
89    FileSource pubFile( pubFilename, true, new HexDecoder ); 
90    RSAES_OAEP_SHA_Encryptor pub( pubFile ); 
91 
92    RandomPool randPool; 
93    randPool.Put( (byte *)seed, strlen(seed) ); 
94 
95    string result; 
96    StringSource( message, true, new PK_EncryptorFilter(randPool, pub, new HexEncoder(new StringSink(result))) ); 
97     
98    return result; 
99} 
100 
101 
102 
103//------------------------ 
104// RSA解密 
105//------------------------ 
106 
107string RSADecryptString( const char *privFilename, const char *ciphertext ) 
108{ 
109    FileSource privFile( privFilename, true, new HexDecoder ); 
110    RSAES_OAEP_SHA_Decryptor priv(privFile); 
111 
112    string result; 
113    StringSource( ciphertext, true, new HexDecoder(new PK_DecryptorFilter(GlobalRNG(), priv, new StringSink(result))) ); 
114 
115    return result; 
116} 
117 
118 
119 
120//------------------------ 
121 
122// 定义全局的随机数池 
123 
124//------------------------ 
125 
126RandomPool & GlobalRNG() 
127{ 
128    static RandomPool randomPool; 
129    return randomPool; 
130} 
131 
132

 1//http://hi.baidu.com/magic475/blog/item/19b37a8c1fa15a14b21bbaeb.html 
2#include <iostream> 
3#include <string.h> 
4 
5#include "sha.h" 
6#include "secblock.h" 
7#include "modes.h" 
8#include "hex.h" 
9 
10#pragma comment( lib, "cryptlib.lib") 
11 
12using namespace std; 
13using namespace CryptoPP; 
14 
15void CalculateDigest(string &Digest, const string &Message); 
16bool VerifyDigest(const string &Digest, const string &Message); 
17 
18int main( void ) 
19{ 
20    //main函数中注释掉的，关于strMessage2的代码，其实是笔者模拟了一下 
21    //通过求Hash值来对“大”量数据进行校验的这个功能的运用。 
22    //注释之后并不影响这段代码表达的思想和流程。 
23    string strMessage( "Hello world" ); 
24    string strDigest; 
25    //string strMessage2( "hello world" ); //只是第一个字母不同 
26    //string strDigest2; 
27 
28    CalculateDigest( strDigest, strMessage );  //计算Hash值并打印一些debug信息 
29    cout << "the size of Digest is: " << strDigest.size() << endl; 
30    cout << "Digest is: " << strDigest << endl; 
31 
32    //CalculateDigest( strDigest2, strMessage2 ); 
33    //why put this function here will affect the Verify function? 
34    //作者在写代码的过程中遇到的上述问题。 
35    //如果把这行代码的注释取消，那么之后的运行结果就不是预料中的一样： 
36    //即使strDigest也无法对应strMessage，笔者不知道为什么，希望高手指出，谢谢！ 
37 
38    bool bIsSuccess = false; 
39    bIsSuccess = VerifyDigest( strDigest, strMessage );  
40    //通过校验，看看strDigest是否对应原来的message 
41    if( bIsSuccess ) 
42    { 
43        cout << "sussessive verify" << endl; 
44        cout << "origin string is: " << strMessage << endl << endl; 
45    } 
46    else 
47    { 
48        cout << "fail!" << endl; 
49    } 
50 
51    //通过strDigest2与strMessage进行校验，要是相等， 
52    //就证明strDigest2是对应的strMessage2跟strMessage1相等。 
53    //否则，像这个程序中的例子一样，两个message是不相等的 
54    /*CalculateDigest( strDigest2, strMessage2 ); 
55    bIsSuccess = VerifyDigest( strDigest2, strMessage ); 
56    if( !bIsSuccess ) 
57    { 
58        cout << "success! the tiny modification is discovered~" << endl; 
59        cout << "the origin message is: /n" << strMessage << endl; 
60        cout << "after modify is: /n" << strMessage2 << endl; 
61    }*/ 
62    return 0; 
63} 
64 
65 
66//基于某些原因，以下两个子函数的实现跟原来参考代码中的实现有所区别, 
67//详细原因，笔者在CalculateDigest函数的注释中写明 
68void CalculateDigest(string &Digest, const string &Message) 
69{ 
70    SHA256 sha256; 
71    int DigestSize = sha256.DigestSize(); 
72    char* byDigest; 
73    char* strDigest; 
74 
75    byDigest = new char[ DigestSize ]; 
76    strDigest = new char[ DigestSize * 2 + 1 ]; 
77 
78    sha256.CalculateDigest((byte*)byDigest, (const byte *)Message.c_str(), Message.size()); 
79    memset(strDigest, 0, sizeof(strDigest)); 
80    //uCharToHex(strDigest, byDigest, DigestSize); 
81    //参考的代码中有以上这么一行，但是貌似不是什么库函数。 
82    //原作者大概是想把Hash值转换成16进制数保存到一个string buffer中， 
83    //然后在主程序中输出，方便debug的时候对照查看。 
84    //但是这并不影响计算Hash值的行为。 
85    //因此笔者注释掉了这行代码，并且修改了一下这个函数和后面的VerifyDigest函数， 
86    //略去原作者这部分的意图，继续我们的程序执行。 
87 
88    Digest = byDigest; 
89 
90    delete []byDigest; 
91    byDigest = NULL; 
92    delete []strDigest; 
93    strDigest = NULL; 
94 
95    return; 
96} 
97 
98bool VerifyDigest(const string &Digest, const string &Message) 
99{ 
100    bool Result; 
101    SHA256 sha256; 
102    char* byDigest; 
103 
104    byDigest = new char[ sha256.DigestSize() ]; 
105    strcpy( byDigest, Digest.c_str() ); 
106 
107    //HexTouChar(byDigest, Digest.c_str(), Digest.size()); 
108    //为何注释掉，请参看CalculateDigest函数的注释 
109    Result = sha256.VerifyDigest( (byte*)byDigest, (const byte *)Message.c_str(), Message.size() ); 
110 
111    delete []byDigest; 
112    byDigest = NULL; 
113    return Result; 
114} 
115 
116