openssl_encrypt 对应ios的加密工具

在OpenSSL中添加自定义加密算法

1.加密算法的加载... 1

2.密码算法接口的定义... 4

3.示例... 8

 

1.加密算法的加载

在调用加密算法之前，通过调用OpenSSL_add_all_algorithms来加载加密算法函数和单向散列算法函数

void OpenSSL_add_all_algorithms(void)
{
       OpenSSL_add_all_ciphers();  /* 加载加密算法 */
       OpenSSL_add_all_digests(); /* 加载单向散列函数 */
}

 

void OpenSSL_add_all_ciphers(void)函数实现如下:

 

void OpenSSL_add_all_ciphers(void)
       {
       EVP_add_cipher(EVP_rc2_cfb());
       ......
       PKCS12_PBE_add();
       PKCS5_PBE_add();
       }

/* 这个过程的主要任务是向全局变量，static LHASH *names_lh，注册加密算法，如果添加了新的加密算法，必需向names_lh注册。 */

 

以下是IDEA算法的接口:

#ifndef NO_IDEA
       EVP_add_cipher(EVP_idea_ecb());      /*添加EBC加密模式 */
       EVP_add_cipher(EVP_idea_cfb());       /*添加CFB加密模式 */
       EVP_add_cipher(EVP_idea_ofb());       /*添加OCF加密模式 */
       EVP_add_cipher(EVP_idea_cbc());      /*添加CBC加密模式 */
       EVP_add_cipher_alias(SN_idea_cbc,"IDEA");     /*添加cbc加密算法的别名 “IDEA” */
       EVP_add_cipher_alias(SN_idea_cbc,"idea"); /*添加cbc加密算法的别名 “idea” */
#endif

在包括IDEA加密算法的情况下，OpenSSL将会选择IDAE加密算法模块！

 

下面来看看EVP_add_cipher函数是怎么实现的，

int EVP_add_cipher(EVP_CIPHER *c)
{
       int r;
 
       r=OBJ_NAME_add(OBJ_nid2sn(c->nid),OBJ_NAME_TYPE_CIPHER_METH,(char *)c);
       if (r == 0) return(0);
       r=OBJ_NAME_add(OBJ_nid2ln(c->nid),OBJ_NAME_TYPE_CIPHER_METH,(char *)c);
       return(r);
}
 
/* 向全决变量names_lh 注册 obj_name_types 变量的过程 */
int OBJ_NAME_add(const char *name, int type, const char *data)
       {
       OBJ_NAME *onp,*ret;
       int alias;
 
       if ((names_lh == NULL) && !OBJ_NAME_init()) return(0);
 
       alias=type&OBJ_NAME_ALIAS;
       type&= ~OBJ_NAME_ALIAS;
 
       onp=(OBJ_NAME *)OPENSSL_malloc(sizeof(OBJ_NAME));
       if (onp == NULL)
              {
              /* ERROR */
              return(0);
              }
 
       onp->name=name;
       onp->alias=alias;
       onp->type=type;
       onp->data=data;
 
       ret=(OBJ_NAME *)lh_insert(names_lh,onp);
       if (ret != NULL)
              {
              /* free things */
              if ((name_funcs_stack != NULL) && (sk_NAME_FUNCS_num(name_funcs_stack) > ret->type))
                     {
                     /* XXX: I'm not sure I understand why the free
                      * function should get three arguments...
                      * -- Richard Levitte
                      */
                     sk_NAME_FUNCS_value(name_funcs_stack,ret->type)
                            ->free_func(ret->name,ret->type,ret->data);
                     }
              OPENSSL_free(ret);
              }
       else
              {
              if (lh_error(names_lh))
                     {
                     /* ERROR */
                     return(0);
                     }
              }
       return(1);
       }

 

names_lh 是 LHASH的全局变量，用于维护obj_name_types的类型的变量。（在crypt/objects/o_names.c中定义）

 

（crypt/objects/obj_dat.h）相关的全局变量

static unsigned char lvalues[2896] 全局变量，已经初始化，存放了OpenSSL所有Object的相关信息。

nid_objs  是ASN1_OBJECT结构的数组全局变量，已经初始化，记录了所有OpenSSL用到的类型的名字

static ASN1_OBJECT *sn_objs[NUM_SN] 全局变量，已经初始化。

static ASN1_OBJECT *ln_objs[NUM_LN] 全局变量，已经初始化。

 

crypt/object/objects.h 中定义的结构

typedef struct obj_name_st
{
       int type;
       int alias;
       const char *name;
       const char *data;
} OBJ_NAME;

 

注意：crypto/objects 目录下面维护整个OpenSSL模块化的重要的程序，下面逐个做出介绍。

objects.txt 按照一定的语法结构，定义了SN_base, LN_base, NID_base，OBJ_base。经过perl程序objects.pl通过命令perl objects.pl objects.txt obj_mac.num obj_mac.h 处理后，生成了obj_mac.num 和obj_mac.h两个文件。

obj_mac.num 用来查阅 OBJ_base与NID_base之间的对应关系。

obj_mac.h 用来提供c语言类型SN_base, LN_base, NID_base，OBJ_base定义。

objects.h 同样提供了c语言类型SN_base, LN_base, NID_base，OBJ_base定义，在obj_mac.h 更新之后，必须对对应的objects.h 中的内容作出同步，及保持与obj_mac.h的定义一至，同时objects.h中也声明了一些对OBJ_name的操作函数。

objects.h 经过perl程序perl obj_dat.pl objects.h obj_dat.h处理之后，生成obj_dat.h头文件。

 

我们可以通过在objects.txt中的注册算法OID,就可以使用命令perl objects.pl objects.txt obj_mac.num obj_mac.h来生成自定义算法的一系列声明.

以下是我们添加的算法

在其中添加一行条目

rsadsi 3 255    : SSF33     : ssf33

分别生成以下声明

obj_dat.h:780:0x2A,0x86,0x48,0x86,0xF7,0x0D,0x03,0x81,0x7F,/* [5001] OBJ_ssf33 */
obj_dat.h:1949:{"SSF33","ssf33",NID_ssf33,9,&(lvalues[5001]),0},
obj_dat.h:3418:&(nid_objs[751]),/* "ssf33" */
obj_dat.h:3958:&(nid_objs[751]),/* OBJ_ssf33                        1 2 840 113549 3 255 */
objects.txt:1046:rsadsi 3 255   : SSF33         : ssf33
obj_mac.h:3294:#define SN_ssf33         "SSF33"
obj_mac.h:3295:#define LN_ssf33         "ssf33"
obj_mac.h:3296:#define NID_ssf33                751
obj_mac.h:3297:#define OBJ_ssf33                OBJ_rsadsi,3L,255L
obj_mac.num:751:ssf33           751

 

2.密码算法接口的定义

typedef struct evp_cipher_st EVP_CIPHER;
/* 加密算法后被names_lh来管理,可以通算法的名称或别名来检索 */
struct evp_cipher_st
       {
       int nid;                         /*加密算法的nid*/
       int block_size;               /*数据块的大小 */
       int key_len;            /* Default value for variable length ciphers */
       int iv_len;              /* 对于CBC,CFB,OFB的加密算法初始化矢量*/
       unsigned long flags;       /* Various flags */
       int (*init)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
                  const unsigned char *iv, int enc);  /* init key */
       int (*do_cipher)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
                      const unsigned char *in, unsigned int inl);/* encrypt/decrypt data */
       int (*cleanup)(EVP_CIPHER_CTX *); /* cleanup ctx */
       int ctx_size;           /* how big the ctx needs to be */
       int (*set_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); /* Populate a ASN1_TYPE with parameters */
        int (*get_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); /* Get parameters from a ASN1_TYPE */
       int (*ctrl)(EVP_CIPHER_CTX *, int type, int arg, void *ptr); /* Miscellaneous operations */
       void *app_data;             /* Application data */
       };

 

如果正确定义了EVP_CIPHER变量，这个算法就可以被OpenSSL所接受了。

 

下面的宏将定义ECB,CBC,CFB,OFB算法EVP_CIPHER定义。

#define BLOCK_CIPHER_defs(cname, kstruct, /
                            nid, block_size, key_len, iv_len, flags,/
                             init_key, cleanup, set_asn1, get_asn1, ctrl)/
static EVP_CIPHER cname##_cbc = {/
       nid##_cbc, block_size, key_len, iv_len, /
       flags | EVP_CIPH_CBC_MODE,/
       init_key,/
       cname##_cbc_cipher,/
       cleanup,/
       sizeof(EVP_CIPHER_CTX)-sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c))+/
              sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c.kstruct)),/
       set_asn1, get_asn1,/
       ctrl, /
       NULL /
};/
 
EVP_CIPHER *EVP_##cname##_cbc(void) { return &cname##_cbc; }/
static EVP_CIPHER cname##_cfb = {/
       nid##_cfb64, 1, key_len, iv_len, /
       flags | EVP_CIPH_CFB_MODE,/
       init_key,/
       cname##_cfb_cipher,/
       cleanup,/
       sizeof(EVP_CIPHER_CTX)-sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c))+/
              sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c.kstruct)),/
       set_asn1, get_asn1,/
       ctrl,/
       NULL /
};/
EVP_CIPHER *EVP_##cname##_cfb(void) { return &cname##_cfb; }/
static EVP_CIPHER cname##_ofb = {/
       nid##_ofb64, 1, key_len, iv_len, /
       flags | EVP_CIPH_OFB_MODE,/
       init_key,/
       cname##_ofb_cipher,/
       cleanup,/
       sizeof(EVP_CIPHER_CTX)-sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c))+/
              sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c.kstruct)),/
       set_asn1, get_asn1,/
       ctrl,/
       NULL /
};/
 
EVP_CIPHER *EVP_##cname##_ofb(void) { return &cname##_ofb; }/
static EVP_CIPHER cname##_ecb = {/
       nid##_ecb, block_size, key_len, iv_len, /
       flags | EVP_CIPH_ECB_MODE,/
       init_key,/
       cname##_ecb_cipher,/
       cleanup,/
       sizeof(EVP_CIPHER_CTX)-sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c))+/
              sizeof((((EVP_CIPHER_CTX *)NULL)->c.kstruct)),/
       （ctx_size 其中有联合的结构，如何获取EVP_CIPHER_CTX数据长度）
       set_asn1, get_asn1,/
       ctrl,/
       NULL /
};/
 
EVP_CIPHER *EVP_##cname##_ecb(void) { return &cname##_ecb; }

上面的宏在经过处理之后，变成了四中加密模式的EVP_CIPHER定义，这个结构中封装了加密操作汉书，密钥初始化函数，以及密钥的清理函数。除了实现加密算法之外，还比需实现对应的密钥结构！

 

EVP_CIPHER_CTX就是密钥结构，完成对加密算法密钥的管理。

typedef struct evp_cipher_ctx_st EVP_CIPHER_CTX;
struct evp_cipher_ctx_st
{
       const EVP_CIPHER *cipher;
       int encrypt;            /* encrypt or decrypt */
       int buf_len;            /* number we have left */
 
       unsigned char  oiv[EVP_MAX_IV_LENGTH];   /* original iv */
       unsigned char  iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];     /* working iv */
       unsigned char buf[EVP_MAX_IV_LENGTH];     /* saved partial block */
       int num;                       /* used by cfb/ofb mode */
 
       void *app_data;             /* application stuff */
       int key_len;            /* May change for variable length cipher */
/* 通过联合的方式管理密钥，对各种密钥实现灵活的管理 */
       union      {
#ifndef NO_RC4
              struct
                     {
                     unsigned char key[EVP_RC4_KEY_SIZE];
                     RC4_KEY ks;  /* working key */
                     } rc4;
#endif
#ifndef NO_DES
              des_key_schedule des_ks;/* key schedule */
              struct
                     {
                     des_key_schedule ks;/* key schedule */
                     des_cblock inw;
                     des_cblock outw;
                     } desx_cbc;
              struct
                     {
                     des_key_schedule ks1;/* key schedule */
                     des_key_schedule ks2;/* key schedule (for ede) */
                     des_key_schedule ks3;/* key schedule (for ede3) */
                     } des_ede;
#endif
#ifndef NO_IDEA
              IDEA_KEY_SCHEDULE idea_ks;/* key schedule */
#endif
#ifndef NO_RC2
              struct {
                     int key_bits;    /* effective key bits */
                     RC2_KEY ks;/* key schedule */
              } rc2;
#endif
#ifndef NO_RC5
              struct {
                     int rounds;      /* number of rounds */
                     RC5_32_KEY ks;/* key schedule */
              } rc5;
#endif
#ifndef NO_BF
              BF_KEY bf_ks;/* key schedule */
#endif
#ifndef NO_CAST
              CAST_KEY cast_ks;/* key schedule */
#endif
              } c;
};

 

3.示例

熟悉了这些结构，我们就可以通过这些ssf33的算法的申明添加自定义算法了，这里我们以RC4算法为模板只是修改名字来创建我们的算法.

在crypto/evp/下添加e_ssf33.c,内容如下

#include <stdio.h>
#include "cryptlib.h"
 
#ifndef OPENSSL_NO_RC4
 
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/objects.h>
#include <openssl/rc4.h>
 
/* FIXME: surely this is available elsewhere? */
#define EVP_SSF33_KEY_SIZE      16
 
typedef struct
    {
    RC4_KEY ks; /* working key */
    } EVP_SSF33_KEY;
 
#define data(ctx) ((EVP_SSF33_KEY *)(ctx)->cipher_data)
 
static int ssf33_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
            const unsigned char *iv,int enc);
static int ssf33_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
              const unsigned char *in, unsigned int inl);
static const EVP_CIPHER ssf33_evp_cipher=
    {
    NID_ssf33,
    1,EVP_SSF33_KEY_SIZE,0,
    EVP_CIPH_VARIABLE_LENGTH,
    ssf33_init_key,
    ssf33_cipher,
    NULL,
    sizeof(EVP_SSF33_KEY),
    NULL,
    NULL,
    NULL,
    NULL
    };
const EVP_CIPHER *EVP_ssf33(void)
    {
    return(&ssf33_evp_cipher);
    }
 
static int ssf33_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
            const unsigned char *iv, int enc)
    {
    RC4_set_key(&data(ctx)->ks,EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx),
            key);
    return 1;
    }
 
static int ssf33_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
              const unsigned char *in, unsigned int inl)
    {
    RC4(&data(ctx)->ks,inl,in,out);
    return 1;
    }
#endif

接下来在evp.h中添加对算法的声明

evp.h:const EVP_CIPHER *EVP_ssf33(void);

这样我们只要在c_allc.c文件中修改OpenSSL_add_all_ciphers函数，使用EVP_add_cipher注册加密函数就可以了.

EVP_add_cipher(EVP_ssf33());

就可以使用此函数了！可以通过evp_test测试实例！^_^