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C ++でのrsaのopenssl実装を使用して、公開鍵暗号化に頭を悩ませようとしています。手伝ってくれますか?これまでのところ、これらは私の考えです(必要に応じて修正してください)

  1. アリスはネットワーク経由でボブに接続されています
  2. アリスとボブは安全な通信を望んでいます
  3. アリスは公開鍵と秘密鍵のペアを生成し、公開鍵をボブに送信します
  4. ボブは公開鍵を受け取り、ランダムに生成された対称暗号鍵(ブローフィッシュなど)を公開鍵で暗号化し、その結果をアリスに送信します
  5. アリスは、最初に生成された秘密鍵を使用して暗号文を復号化し、対称ブローフィッシュ鍵を取得します
  6. アリスとボブは両方とも対称ブローフィッシュキーの知識を持っており、安全な通信チャネルを確立できます

ここで、openssl / rsa.h rsaの実装を確認しました(openssl / blowfish.hの実際の経験があるため)。次の2つの関数が表示されます。

int RSA_public_encrypt(int flen, unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);
int RSA_private_decrypt(int flen, unsigned char *from,
 unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);

アリスが*rsaを生成する場合、これはどのようにしてrsaキーペアを生成しますか?rsaから派生したrsa_publicやrsa_privateのようなものはありますか?* rsaには公開鍵と秘密鍵の両方が含まれていますか?上記の関数は、公開鍵と秘密鍵のどちらが必要かによって、必要な鍵を自動的に削除しますか?2つの一意の*rsaポインターが生成され、実際には次のようになります。

int RSA_public_encrypt(int flen, unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa_public, int padding);
int RSA_private_decrypt(int flen, unsigned char *from,
 unsigned char *to, RSA *rsa_private, int padding);

次に、* rsa公開鍵をボブに送信する形式は何ですか?文字配列に再解釈してから、標準の方法で送信する必要がありますか?証明書について何か聞いたことがありますが、証明書とは何か関係がありますか?

すべての質問をお詫びします、最高の願い、ベン。

編集:私が現在採用しているコー:

/*
 *  theEncryptor.cpp
 *  
 *
 *  Created by ben on 14/01/2010.
 *  Copyright 2010 __MyCompanyName__. All rights reserved.
 *
 */

#include "theEncryptor.h"
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sstream>

theEncryptor::theEncryptor()
{

}

void
theEncryptor::blowfish(unsigned char *data, int data_len, unsigned char* key, int enc)
{

    //  hash the key first! 
    unsigned char obuf[20];
    bzero(obuf,20);
    SHA1((const unsigned char*)key, 64, obuf);

    BF_KEY bfkey;
    int keySize = 16;//strlen((char*)key);
    BF_set_key(&bfkey, keySize, obuf);

    unsigned char ivec[16];
    memset(ivec, 0, 16);

    unsigned char* out=(unsigned char*) malloc(data_len);
    bzero(out,data_len);
    int num = 0;
    BF_cfb64_encrypt(data, out, data_len, &bfkey, ivec, &num, enc);

    //for(int i = 0;i<data_len;i++)data[i]=out[i];

    memcpy(data, out, data_len);
    free(out);  

}

void
theEncryptor::generateRSAKeyPair(int bits)
{
    rsa = RSA_generate_key(bits, 65537, NULL, NULL);
}


int
theEncryptor::publicEncrypt(unsigned char* data, unsigned char* dataEncrypted,int dataLen)
{   
    return RSA_public_encrypt(dataLen, data, dataEncrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);   
}

int
theEncryptor::privateDecrypt(unsigned char* dataEncrypted,
                             unsigned char* dataDecrypted)
{
    return RSA_private_decrypt(RSA_size(rsa), dataEncrypted, 
                                   dataDecrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
}

void 
theEncryptor::receivePublicKeyAndSetRSA(int sock, int bits)
{
    int max_hex_size = (bits / 4) + 1;
    char keybufA[max_hex_size];
    bzero(keybufA,max_hex_size);
    char keybufB[max_hex_size];
    bzero(keybufB,max_hex_size);
    int n = recv(sock,keybufA,max_hex_size,0); 
    n = send(sock,"OK",2,0);
    n = recv(sock,keybufB,max_hex_size,0); 
    n = send(sock,"OK",2,0); 
    rsa = RSA_new();
    BN_hex2bn(&rsa->n, keybufA);
    BN_hex2bn(&rsa->e, keybufB);
}

void 
theEncryptor::transmitPublicKey(int sock, int bits)
{
    const int max_hex_size = (bits / 4) + 1;
    long size = max_hex_size;
    char keyBufferA[size];
    char keyBufferB[size];
    bzero(keyBufferA,size);
    bzero(keyBufferB,size);
    sprintf(keyBufferA,"%s\r\n",BN_bn2hex(rsa->n));
    sprintf(keyBufferB,"%s\r\n",BN_bn2hex(rsa->e));
    int n = send(sock,keyBufferA,size,0);
    char recBuf[2];
    n = recv(sock,recBuf,2,0);
    n = send(sock,keyBufferB,size,0);
    n = recv(sock,recBuf,2,0);
}

void
theEncryptor::generateRandomBlowfishKey(unsigned char* key, int bytes)
{
            /*
    srand( (unsigned)time( NULL ) );
    std::ostringstream stm;
    for(int i = 0;i<bytes;i++){
        int randomValue = 65 + rand()% 26;
        stm << (char)((int)randomValue);
    }
    std::string str(stm.str());
    const char* strs = str.c_str();
    for(int i = 0;bytes;i++)key[i]=strs[i];
            */

    int n = RAND_bytes(key, bytes);

    if(n==0)std::cout<<"Warning key was generated with bad entropy. You should not consider communication to be secure"<<std::endl;

}

theEncryptor::~theEncryptor(){}
4

4 に答える 4

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openssl/evp.h実際には、低レベルのRSA関数を直接使用するのではなく、からの高レベルの「エンベロープ暗号化」関数を使用する必要があります。これらはあなたのためにほとんどの仕事をし、あなたが車輪の再発明をする必要がないことを意味します。

この場合、、、および関数を使用EVP_SealInit()EVP_SealUpdate()ますEVP_SealFinal()。対応する復号化関数は、、EVP_OpenInit()およびEVP_OpenUpdate()ですEVP_OpenFinal()EVP_aes_128_cbc()暗号タイプパラメータの値として使用することをお勧めします。

公開鍵をハンドルに読み込んだら、それRSA *を使用してEVP関数EVP_PKEY_assign_RSA()のハンドルに入れます。EVP_PKEY *

これができたら、コメントで述べた認証の問題を解決するには、信頼できる機関( "Trent")を確立する必要があります。トレントの公開鍵はすべてのユーザーに知られています(アプリケーションなどで配布されます。PEMファイルからロードするだけです)。アリスとボブは、裸のRSAパラメータを交換する代わりに、RSA公開鍵と名前を含み、トレントによって署名されたx509証明書を交換します。次に、アリスとボブは、プロトコルを続行する前に、関連付けられた名前が正しいものであることを確認するなど、お互いから受け取った証明書を(すでに知っているトレントの公開鍵を使用して)検証します。OpenSSLには、x509.hヘッダーに証明書をロードおよび検証するための関数が含まれています。


EVP_Seal*()これは、受信者の公開鍵を指定してファイルを暗号化するために使用する方法の例です。PEM RSA公開鍵ファイル(つまり、によって生成されたものopenssl rsa -pubout)をコマンドライン引数として受け取り、stdinからソースデータを読み取り、暗号化されたデータをstdoutに書き込みます。復号化するには、EVP_Open*()代わりにを使用しPEM_read_RSAPrivateKey()、公開鍵ではなく秘密鍵を読み取ります。

それはそれほど難しいことではありません-そして確かに、パディングやIVなどを自分で生成することについて混乱するよりもエラーが発生しにくいです(シール機能は取引のRSAとAESの両方の部分を実行します)。とにかく、コード:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/err.h>

#include <arpa/inet.h> /* For htonl() */

int do_evp_seal(FILE *rsa_pkey_file, FILE *in_file, FILE *out_file)
{
    int retval = 0;
    RSA *rsa_pkey = NULL;
    EVP_PKEY *pkey = EVP_PKEY_new();
    EVP_CIPHER_CTX ctx;
    unsigned char buffer[4096];
    unsigned char buffer_out[4096 + EVP_MAX_IV_LENGTH];
    size_t len;
    int len_out;
    unsigned char *ek;
    int eklen;
    uint32_t eklen_n;
    unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];

    if (!PEM_read_RSA_PUBKEY(rsa_pkey_file, &rsa_pkey, NULL, NULL))
    {
        fprintf(stderr, "Error loading RSA Public Key File.\n");
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        retval = 2;
        goto out;
    }

    if (!EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa_pkey))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_PKEY_assign_RSA: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out;
    }

    EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
    ek = malloc(EVP_PKEY_size(pkey));

    if (!EVP_SealInit(&ctx, EVP_aes_128_cbc(), &ek, &eklen, iv, &pkey, 1))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_SealInit: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out_free;
    }

    /* First we write out the encrypted key length, then the encrypted key,
     * then the iv (the IV length is fixed by the cipher we have chosen).
     */

    eklen_n = htonl(eklen);
    if (fwrite(&eklen_n, sizeof eklen_n, 1, out_file) != 1)
    {
        perror("output file");
        retval = 5;
        goto out_free;
    }
    if (fwrite(ek, eklen, 1, out_file) != 1)
    {
        perror("output file");
        retval = 5;
        goto out_free;
    }
    if (fwrite(iv, EVP_CIPHER_iv_length(EVP_aes_128_cbc()), 1, out_file) != 1)
    {
        perror("output file");
        retval = 5;
        goto out_free;
    }

    /* Now we process the input file and write the encrypted data to the
     * output file. */

    while ((len = fread(buffer, 1, sizeof buffer, in_file)) > 0)
    {
        if (!EVP_SealUpdate(&ctx, buffer_out, &len_out, buffer, len))
        {
            fprintf(stderr, "EVP_SealUpdate: failed.\n");
            retval = 3;
            goto out_free;
        }

        if (fwrite(buffer_out, len_out, 1, out_file) != 1)
        {
            perror("output file");
            retval = 5;
            goto out_free;
        }
    }

    if (ferror(in_file))
    {
        perror("input file");
        retval = 4;
        goto out_free;
    }

    if (!EVP_SealFinal(&ctx, buffer_out, &len_out))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_SealFinal: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out_free;
    }

    if (fwrite(buffer_out, len_out, 1, out_file) != 1)
    {
        perror("output file");
        retval = 5;
        goto out_free;
    }

    out_free:
    EVP_PKEY_free(pkey);
    free(ek);

    out:
    return retval;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *rsa_pkey_file;
    int rv;

    if (argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <PEM RSA Public Key File>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    rsa_pkey_file = fopen(argv[1], "rb");
    if (!rsa_pkey_file)
    {
        perror(argv[1]);
        fprintf(stderr, "Error loading PEM RSA Public Key File.\n");
        exit(2);
    }

    rv = do_evp_seal(rsa_pkey_file, stdin, stdout);

    fclose(rsa_pkey_file);
    return rv;
}

投稿したコードは、高レベルの関数を使用する必要がある理由をうまく示しています。いくつかの落とし穴に陥っています。

  • rand()明らかに、暗号的に強力な乱数ジェネレータではありません!を使用して対称鍵を生成するrand()だけで、システム全体が完全に安全でなくなります。(EVP_*()関数は、適切なエントロピーソースからシードされた暗号的に強力なRNGを使用して、必要な乱数を生成します)。

  • CFBモードのIVを固定値(ゼロ)に設定しています。これにより、そもそもCFBモードを使用する利点が無効になります(攻撃者がブロック置換攻撃を簡単に実行できるようになり、さらに悪いことになります)。(EVP_*()関数は、必要に応じて、適切なIVを生成します)。

  • RSA_PKCS1_OAEP_PADDING既存のプロトコルと相互運用するのではなく、新しいプロトコルを定義する場合に使用する必要があります。


後世のための対応する復号化コード:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/err.h>

#include <arpa/inet.h> /* For htonl() */

int do_evp_unseal(FILE *rsa_pkey_file, FILE *in_file, FILE *out_file)
{
    int retval = 0;
    RSA *rsa_pkey = NULL;
    EVP_PKEY *pkey = EVP_PKEY_new();
    EVP_CIPHER_CTX ctx;
    unsigned char buffer[4096];
    unsigned char buffer_out[4096 + EVP_MAX_IV_LENGTH];
    size_t len;
    int len_out;
    unsigned char *ek;
    unsigned int eklen;
    uint32_t eklen_n;
    unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];

    if (!PEM_read_RSAPrivateKey(rsa_pkey_file, &rsa_pkey, NULL, NULL))
    {
        fprintf(stderr, "Error loading RSA Private Key File.\n");
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        retval = 2;
        goto out;
    }

    if (!EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa_pkey))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_PKEY_assign_RSA: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out;
    }

    EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
    ek = malloc(EVP_PKEY_size(pkey));

    /* First need to fetch the encrypted key length, encrypted key and IV */

    if (fread(&eklen_n, sizeof eklen_n, 1, in_file) != 1)
    {
        perror("input file");
        retval = 4;
        goto out_free;
    }
    eklen = ntohl(eklen_n);
    if (eklen > EVP_PKEY_size(pkey))
    {
        fprintf(stderr, "Bad encrypted key length (%u > %d)\n", eklen,
            EVP_PKEY_size(pkey));
        retval = 4;
        goto out_free;
    }
    if (fread(ek, eklen, 1, in_file) != 1)
    {
        perror("input file");
        retval = 4;
        goto out_free;
    }
    if (fread(iv, EVP_CIPHER_iv_length(EVP_aes_128_cbc()), 1, in_file) != 1)
    {
        perror("input file");
        retval = 4;
        goto out_free;
    }

    if (!EVP_OpenInit(&ctx, EVP_aes_128_cbc(), ek, eklen, iv, pkey))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_OpenInit: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out_free;
    }

    while ((len = fread(buffer, 1, sizeof buffer, in_file)) > 0)
    {
        if (!EVP_OpenUpdate(&ctx, buffer_out, &len_out, buffer, len))
        {
            fprintf(stderr, "EVP_OpenUpdate: failed.\n");
            retval = 3;
            goto out_free;
        }

        if (fwrite(buffer_out, len_out, 1, out_file) != 1)
        {
            perror("output file");
            retval = 5;
            goto out_free;
        }
    }

    if (ferror(in_file))
    {
        perror("input file");
        retval = 4;
        goto out_free;
    }

    if (!EVP_OpenFinal(&ctx, buffer_out, &len_out))
    {
        fprintf(stderr, "EVP_OpenFinal: failed.\n");
        retval = 3;
        goto out_free;
    }

    if (fwrite(buffer_out, len_out, 1, out_file) != 1)
    {
        perror("output file");
        retval = 5;
        goto out_free;
    }

    out_free:
    EVP_PKEY_free(pkey);
    free(ek);

    out:
    return retval;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *rsa_pkey_file;
    int rv;

    if (argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <PEM RSA Private Key File>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    rsa_pkey_file = fopen(argv[1], "rb");
    if (!rsa_pkey_file)
    {
        perror(argv[1]);
        fprintf(stderr, "Error loading PEM RSA Private Key File.\n");
        exit(2);
    }

    rv = do_evp_unseal(rsa_pkey_file, stdin, stdout);

    fclose(rsa_pkey_file);
    return rv;
}
于 2010-01-13T06:39:35.930 に答える
0

実際、問題ありません。基本的に、RSAオブジェクトはパブリックフィールドとプライベートフィールドの両方を含む構造体であることを読みました。パブリックフィールドデータを抽出して、それをボブにのみ送信できます。

つまり、基本的に、rsaからパブリックフィールドを抽出し、それぞれを2つの異なるバッファー(char配列であり、Bobに送信できます)に格納するには、次のようにします。

sprintf(keyBufferA,"%s\r\n",BN_bn2hex(rsa->n));
sprintf(keyBufferB,"%s\r\n",BN_bn2hex(rsa->e));

次に、受信側のボブは次のように再構築します。

rsa = RSA_new();
BN_hex2bn(&rsa->n, keybufA);
BN_hex2bn(&rsa->e, keybufB);

次に、ボブはrsa *を使用して、アリスに送信できる対称暗号鍵を公に暗号化できます。その後、アリスは秘密鍵で復号化できます

ベン。

于 2010-01-06T12:11:30.127 に答える
0

CAFのコードについて2つのを書きます。これらは大幅に変更されており、OpenSSLのBIOコンテナを使用して抽象化を進めています。

1つの例では入力としてファイルを使用し、もう1つの例では文字列バッファーを使用します。とを使用RSADESますが、コードから簡単に変更できます。コンパイル命令はコード内にあります。実用的な例が必要でした。誰かがこれが役立つことを願っています。コードにもコメントしました。ここから入手できます:

入力として ファイルを取得します: https ://github.com/farslan/snippets/blob/master/hybrid_file.c

入力として 文字列バッファを取得します: https ://github.com/farslan/snippets/blob/master/hybrid_data.c

于 2012-10-11T08:36:11.137 に答える
0

@Cafに感謝します。あなたの投稿は役に立ちました。しかし、私は得ました

プログラム'[7056]Encryption2.exe:Native'は、行のコード-1073741811(0xc000000d)で終了しました。

  PEM_read_RSA_PUBKEY(rsa_pkey_file, &rsa_pkey, NULL, NULL)

に変更しました

BIO *bio;
X509 *certificate;

bio = BIO_new(BIO_s_mem());
BIO_puts(bio, (const char*)data);
certificate = PEM_read_bio_X509(bio, NULL, NULL, NULL);
EVP_PKEY *pubkey = X509_get_pubkey (certificate);
rsa_pkey = EVP_PKEY_get1_RSA(pubkey);

データに公開鍵のみのPEMファイルがある場合。私の課題は、C ++で暗号化し、Javaで復号化することでした。サイズeklenのbase64でエンコードされたekを送信し(eklen_nは使用しませんでした)、RSA秘密鍵を使用してAES鍵を取得するために復号化しました。次に、このAESキーを使用して暗号ファイルを復号化しました。それはうまくいきました。

于 2013-06-11T08:00:06.720 に答える