密码引擎的设计与实现

Posted 2021-06-11 20181217Cindy

实验一 密码引擎-0-OpenEuler ECS构建

登录自己的华为云账号，参考附件图示，构建基于鲲鹏和OpenEuler的ECS。

登录进OpenEuler系统，熟悉系统使用，注意OpenEuler安装工具使用sudo yum install ...

登录进OpenEuler系统，提交运行who命令的截图

加分项：使用yum install 安装C编程工具，以及自己的常用工具，提交安装后测试使用的截图。

构建基于鲲鹏和OpenEuler的ECS可参考华为云服务购买及基础实验，记得照着下图修改

登录进OpenEuler系统，熟悉系统使用，注意OpenEuler安装工具使用sudo yum install ...

 进入控制台，点击远程登录之后，点击CloudShell登录。

 填入设置的密码后，点击连接。

登录进OpenEuler系统，提交运行who命令的截图

加分项：使用yum install 安装C编程工具，以及自己的常用工具，提交安装后测试使用的截图。

实验一 密码引擎-1-OpenEuler-OpenSSL编译

1. 下载最新的OpenSSL源码
2. 用自己的8位学号建立一个文件夹，cd 你的学号，用pwd获得绝对路径
3. 参考https://www.cnblogs.com/rocedu/p/5087623.html先在Ubuntu中完成OpenSSL编译安装，然后在OpenEuler中重现
        ./config  --prefix=..(学号目录的绝对路径)指定OpenSSL编译链接
4. 提交 test_openssl.c 编译运行截图        
5. 加分项：在Windows中编译OpenSSL，记录编译过程，提交相关文档（推荐MarkDown格式）

 注：我的ubuntu用的是wsl（其实这个时候可以选择使用老师给的openssl-master也可以使用原来wsl自带的openssl）。

以下我使用老师提供的openssl-master：

 已知老师为我们提供了openssl-master.zip，首先我们可以解压缩到新创的20181217文件夹。

在wsl中的操作：

1	cd openssl-master 进入刚刚解压缩的文件夹

执行下面的操作：

1 2 3 4 5

./configure make sudo make install

这样就安装好了。

安装好了之后，出现的问题及解决：

查看openssl版本时，出错了：
openssl: error while loading shared libraries: libssl.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory

 经过上网查询，可知但我们输入这两条指令时，可以成功解决上述问题~

1 2	ln -s /usr/local/lib/libssl.so.3 /usr/lib/libssl.so.3 ln -s /usr/local/lib/libcrypto.so.3 /usr/lib/libcrypto.so.3

注意：到底是lib还是lib64需要自己进入文件夹去亲自查看。

再此查看openssl版本时，显示是成功的：

 在ubuntu下编译：

1	gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude -L /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread -lcrypto

 可知编译成功！

在华为云中，同样我们要安装openssl，和在wsl中安装的方式一模一样。（首先，我们要先创建20181217文件夹，然后可以直接把openssl-master.zip包拖到华为云的20181217文件夹下，再进行解压缩~）

出现了和wsl中一样的问题：

[root@ecs-cindy openssl-master]# openssl version  
openssl: error while loading shared libraries: libssl.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory

 经过上网查询，可知但我们输入这两条指令时，可以成功解决上述问题~

1 2	ln -s /usr/local/lib/libssl.so.3 /usr/lib64/libssl.so.3 ln -s /usr/local/lib/libcrypto.so.3 /usr/lib64/libcrypto.so.3

可知最终编译成功了。

加分项：在Windows中编译OpenSSL，记录编译过程，提交相关文档

CodeBlocks配置openssl

• 加静态库

  (先激活项目)菜单栏->Project->Build Options->Debug->Linker settings->Add 自己openssl安装目录下/lib下所有.lib文件(选择时使用Ctrl+A)

• 加动态库

  菜单栏->Project->Build Options->Debug->Search directories->Linker->Add 动态库的目录(参考前面安装时的选项，设置后为/bin下)

• 加头文件

菜单栏->Project->Build Options->Debug->Search directories->Compiler->Add 安装目录/include

测试Base64效果：

2.Virtual Studio 2019实现openssl编译

 eg：实现sm3:

 由此可知windows下openssl编译成功！

实验一 密码引擎-2-OpenEuler-OpenSSL测试

在Ubuntu编写代码测试OpenSSL功能，包含Base64,SM2,SM3,SM4算法的调用，然后在OpenEuler中重现
提交代码链接和运行结果截图

加分项：在Windows中重现（已重现）
代码链接：https://gitee.com/csq200215/csq/tree/master/%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%AE%89%E5%85%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F%EF%BC%88%E4%B8%8B%EF%BC%89%E7%AC%AC%E4%B8%80%E6%AC%A1%E5%AE%9E%E9%AA%8C

Base64:（使用老师给我们的 Openssl-Test.zip）

1.在wsl实现

注意：老师给的代码在ubuntu下是不能跑通的，我们需要对EVP_Base64文件夹中的main.c文件进行修改（或者直接再重新生成一个Base64.c)

Base64.c如下：

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#include <stdio.h> #include <string.h> #include <openssl/evp.h> #include <openssl/x509.h> //Base64编码 voidtEVP_Encode() {     EVP_ENCODE_CTX *ctx;         ctx = EVP_ENCODE_CTX_new();             //EVP编码结构体     unsigned charin[1024];         //输入数据缓冲区     intinl;                        //输入数据长度     charout[2048]={0};             //输出数据缓冲区     intoutl;                       //输出数据长度     FILE *infp;                     //输入文件句柄     FILE *outfp;                    //输出文件句柄     infp = fopen("test.dat","rb");//打开待编码的文件     if(infp == NULL)     {         printf("Open File \\"Test.dat\\"  for Read Err.\\n");         return;     }          outfp = fopen("test.txt","w");//打开编码后保存的文件     if(outfp == NULL)     {         printf("Open File \\"test.txt\\" For Write Err.\\n");         return;     }     EVP_EncodeInit(ctx);//Base64编码初始化     printf("文件\\"Test.dat\\" Base64编码后为：\\n");     //循环读取原文，并调用EVP_EncodeUpdate计算Base64编码     while(1)     {         inl = fread(in,1,1024,infp);         if(inl <= 0)             break;         EVP_EncodeUpdate(ctx,out,&outl,in,inl);//编码         fwrite(out,1,outl,outfp);//输出编码结果到文件         printf("%s",out);     }     EVP_EncodeFinal(ctx,out,&outl);//完成编码，输出最后的数据。     fwrite(out,1,outl,outfp);     printf("%s",out);     fclose(infp);     fclose(outfp);      printf("对文件\\"Test.dat\\" Base64编码完成，保存到\\"test.txt\\"文件.\\n\\n\\n"); } //Base64解码 voidtEVP_Decode() {     EVP_ENCODE_CTX *ctx;         ctx = EVP_ENCODE_CTX_new();         //EVP编码结构体     charin[1024];                  //输入数据缓冲区     intinl;                        //输入数据长度     unsigned charout[1024];        //输出数据缓冲区     intoutl;                       //输出数据长度     FILE *infp;                     //输入文件句柄     FILE *outfp;                    //输出文件句柄          infp = fopen("test.txt","r");//打开待解码的文件     if(infp == NULL)     {         printf("Open File \\"Test.txt\\"  for Read Err.\\n");         return;     }     outfp = fopen("test-1.dat","wb");//打开解码后保存的文件     if(outfp == NULL)     {         printf("Open File \\"test-1.txt\\" For Write Err.\\n");         return;     }     EVP_DecodeInit(ctx);//Base64解码初始化     printf("开始对文件\\"Test.txt\\" Base64解码...\\n\\n");     //循环读取原文，并调用EVP_DecodeUpdate进行Base64解码     while(1)     {         inl = fread(in,1,1024,infp);         if(inl <= 0)             break;         EVP_DecodeUpdate(ctx,out,&outl,in,inl);//Base64解码         fwrite(out,1,outl,outfp);//输出到文件     }     EVP_DecodeFinal(ctx,out,&outl);//完成解码，输出最后的数据。     fwrite(out,1,outl,outfp);     fclose(infp);     fclose(outfp);      printf("对文件\\"Test.txt\\" Base64解码完成，保存为\\"test-1.dat\\"\\n\\n\\n");      }   intmain() {       tEVP_Encode();     tEVP_Decode();          return0; }

我们可以直接直接在原文件夹中生成。

一、 执行命令将Base64.c编译成可执行文件Base64。

1	gcc -o Base64 Base64.c -I /usr/local/ssl/inlcude -L /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread -lcrypto

 另一种执行方法~gcc -o Base64 Base64.c -lpthread -lcrypto

2.华为云

在OpenEuler中重现。

首先我们把下载好的 Openssl-Test.zip文件直接拖到华为云的20181217文件夹下。 

1	unzip  Openssl-Test.zip 实现解压缩。

进入Openssl-Test文件夹中，再进入EVP_Base64文件夹：

注意：老师给的代码在ubuntu下是不能跑通的，我们需要对EVP_Base64文件夹中的main.c文件进行修改（或者直接再重新生成一个Base64.c)。

和之前一样~

实现：

 可知可以成功实现。

在windows中重现：

二、实现SM2

sm2代码链接

编译过程：

gcc sm2_create_key_pair.c test_demo.c sm2_encrypt_and_decrypt.c test_sm2_encrypt_and_decrypt.c -o mysm2 -lcrypto

 执行过程：

 在华为云上运行过程：

运行结果：

 可知成功实现。

在windows上的 VS中重现：

三、SM3

代码：

mysm3.c

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <openssl/evp.h> voidtDigest() {     unsigned charsm3_value[EVP_MAX_MD_SIZE];   //保存输出的摘要值的数组     intsm3_len, i;     EVP_MD_CTX *sm3ctx;                         //EVP消息摘要结构体     sm3ctx = EVP_MD_CTX_new();//调用函数初始化     charmsg1[] = "Test Message1";              //待计算摘要的消息1     charmsg2[] = "Test Message2";              //待计算摘要的消息2          EVP_MD_CTX_init(sm3ctx);                    //初始化摘要结构体     EVP_DigestInit_ex(sm3ctx, EVP_sm3(), NULL); //设置摘要算法和密码算法引擎，这里密码算法使用sm3，算法引擎使用OpenSSL默认引擎即软算法     EVP_DigestUpdate(sm3ctx, msg1, strlen(msg1));//调用摘要UpDate计算msg1的摘要     EVP_DigestUpdate(sm3ctx, msg2, strlen(msg2));//调用摘要UpDate计算msg2的摘要      EVP_DigestFinal_ex(sm3ctx, sm3_value, &sm3_len);//摘要结束，输出摘要值        EVP_MD_CTX_reset(sm3ctx);                       //释放内存          printf("原始数据%s和%s的摘要值为:\\n",msg1,msg2);     for(i = 0; i < sm3_len; i++)     {         printf("0x%02x ", sm3_value[i]);     }     printf("\\n"); } intmain() {     OpenSSL_add_all_algorithms();     tDigest();     return0; }

初始化函数EVP_MD_CTX_init
函数功能:初始化一个 EVP_MD_CTX 结构体。只有调用该函数初始化后，EVP_MD_CTX结构体才能在其他函数中调用。
函数定义:
void EVP_MD_CTxinit(EVP MD CTX *ctx):

在ubuntu下实现：

执行命令：

1	gcc -o mysm3 mysm3.c -lpthread -lcrypto

 在华为云上实现：

在windows下的VS 2019中重现

四、SM4

代码：

mysm4.c :

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#include <stdio.h> #include <string.h> #include <windows.h> #include <openssl/evp.h> #include <openssl/x509.h> voidtEVP_Encrypt() {     unsigned charkey[EVP_MAX_KEY_LENGTH];  //密钥     unsigned chariv[EVP_MAX_KEY_LENGTH];//初始化向量     EVP_CIPHER_CTX* ctx;//EVP算法上下文     unsigned charout[1024];//输出密文缓冲区     intoutl;//密文长度     intoutltmp;     constchar*msg="Hello OpenSSL";//待加密的数据     intrv;     inti;     //初始化函数才能用！         ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();     //设置key和iv（可以采用随机数和可以是用户输入）     for(i=0;i<24;i++)     {         key[i]=i;     }     for(i=0;i<8;i++)     {         iv[i]=i;     }     //初始化密码算法结构体     EVP_CIPHER_CTX_init(ctx);     //设置算法和密钥以     rv = EVP_EncryptInit_ex(ctx,EVP_sm4_cbc(),NULL,key,iv);     if(rv!=1)     {         printf("Err\\n");         return;     }     //数据加密     rv = EVP_EncryptUpdate(ctx,out,&outl,(constunsigned char*)msg,strlen(msg));     if(rv!=1)     {         printf("Err\\n");         return;     }     //结束数据加密，把剩余数据输出。     rv = EVP_EncryptFinal_ex(ctx,out+outl,&outltmp);     if(rv!=1)     {         printf("Err\\n");         return;     }     outl = outl +outltmp;     printf("原文为:%s\\n",msg);     //打印输出密文 毕设作品基于Ajax+Lucene构建搜索引擎的设计与实现(源代码+论文)免费下载 JSP 设计教师与学生不同登陆界面(带验证码) Express实战 - 应用案例- realworld-API - 路由设计 - mongoose - 数据验证 - 密码加密 - 登录接口 - 身份认证 - token - 增删改查API(代码片段 Geomystery（几何迷城）的游戏引擎设计与实现 低代码平台前端的设计与实现设计态画布DesignCanvas的设计与实现 统一预估引擎的设计与实现