如何使用 OpenSSL C 库和公钥文件加密字符串？

Question

使用C 库（而不是同名的命令行工具）使用公钥文件将一个 Short 加密std::string为另一个Short 的推荐方法是什么，并且了解算法？（在这种情况下，字符串不大于 ~100 字节，密钥文件采用格式，算法可以是任何非对称算法，例如 RSA/ECDSA/等）。std::stringopenssl .pem

我希望编写一个具有如下接口的函数bool EncryptString(const std::string& InStr, const std::string& InPublicKey, std::string& OutString)：

通过查看文档，似乎EVP_PKEY_encrypt是要使用的函数，它需要一个EVP_PKEY_CTX *ctx变量。我的假设是，这个变量应该用 初始化EVP_PKEY_CTX_new，而这又需要 anEVP_PKEY *pkey和 an ENGINE *e。那些我不知道如何初始化，并且搜索文档让我非常困惑。

也许这些函数不是最简单的方法，我对这个库根本不熟悉，也没有密码学知识。我只关心将字符串转换为加密字符串的黑盒方法。

谢谢

Answer 1

正如评论中所证明的那样，RSA 对您来说是一个可以接受的选择。

当使用 OpenSSL 实现 RSA 时，加密需要执行以下步骤：

• 加载公钥
• 创建并初始化上下文
• 指定填充
• 加密

下面使用 RSA 和 OpenSSL 进行加密的实现在我的计算机上成功运行，并显示了如何调用函数（为了简单起见，没有进行异常处理）：

#include <openssl/pem.h>
#include <string>
...

bool EncryptString(const std::string& InStr /*plaintext*/, const std::string& InPublicKey /*path to public key pem file*/, std::string& OutString /*ciphertext*/) {
    
    // Load key
    FILE* f = fopen(InPublicKey.c_str(), "r");
    EVP_PKEY* pkey = PEM_read_PUBKEY(f, NULL, NULL, NULL);
    fclose(f);
    
    // Create/initialize context
    EVP_PKEY_CTX* ctx;
    ctx = EVP_PKEY_CTX_new(pkey, NULL);
    EVP_PKEY_encrypt_init(ctx);

    // Specify padding: default is PKCS#1 v1.5
    // EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding(ctx, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING); // for OAEP with SHA1 for both digests

    // Encryption
    size_t ciphertextLen;
    EVP_PKEY_encrypt(ctx, NULL, &ciphertextLen, (const unsigned char*)InStr.c_str(), InStr.size());
    unsigned char* ciphertext = (unsigned char*)OPENSSL_malloc(ciphertextLen);
    EVP_PKEY_encrypt(ctx, ciphertext, &ciphertextLen, (const unsigned char*)InStr.c_str(), InStr.size());
    OutString.assign((char*)ciphertext, ciphertextLen);

    // Release memory
    EVP_PKEY_free(pkey);
    EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    OPENSSL_free(ciphertext);

    return true; // add exception/error handling
}

对于密文，必须考虑它是不代表真实文本的字节序列（例如，它可能包含 0x00 值）。如果要将密文表示为真实文本，则必须执行额外的二进制到文本编码，例如 Base64 编码。

该代码需要 X.509/SPKI 格式的 PEM 编码公钥。如果公钥具有 PKCS#1 格式，则可以使用PEM_read_RSAPublicKey()和导入EVP_PKEY_set1_RSA()。