1.openssl 安装与更新

openssl1.1.之后支持国密SM2,SM3,SM4，所以安装openssl1.1.1d,选择源码安装，下载 openssl 源码包：https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1d.tar.gz

[root@V-Ubuntu18-002 ~]# openssl version OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019 [root@V-Ubuntu18-002 ~]# which openssl /usr/bin/openssl [root@V-Ubuntu18-002 ~]# tar zxf openssl-1.1.1d.tar.gz -C /usr/local/ [root@V-Ubuntu18-002 ~]# cd /usr/local/openssl-1.1.0d/ [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# ./config --prefix=/opt/openssl --openssldir=/opt/openssl shared  # 参数解释： --openssldir=/opt/openssl 安装目录，默认:/usr/local/ssl   --prefix=PREFIX 设置 lib、include、bin 默认目录://usr/local/ssl  shared no-shared 动态连接库是否生成。 [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# make [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# make install  # 添加新的openssl软链接 [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# ln -s /opt/openssl/bin/openssl /usr/bin/openssl   # 记录新的库文件地址so库的配置文件 [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# echo "/opt/openssl/lib/" >> /etc/ld.so.conf   # 设置生效 [root@V-Ubuntu18-002 openssl-1.1.0d]# ldconfig 

2.RSA加解密

RSA这是一种不对称的加密算法。简单地说，非对称加密算法意味着加密解密文件需要两个密钥，一个用于加密，一个用于解密，一个用于私钥。该证书可用于授权公钥。

生成密钥：

openssl genrsa -out test.key 1024

这里-out指定生成文件。需要注意的是，该文件包含了公钥和密钥，也就是说，该文件可以用于加密或解密。后1024是生成密钥的长度。

openssl本文件中的公钥可以提取：

openssl rsa -in test.key -pubout -out test_pub.key

-in指定输入文件，-out指定提取生成公钥的文件名称。到目前为止，我们手中有一个公钥和一个私钥（包括公钥）。现在可以用公钥加密文件了。

我在目录中创建了一个hello然后使用以前的文本文件生成的公钥加密文件：

openssl rsautl -encrypt -in hello -inkey test_pub.key -pubin -out hello.en 

-in指定要加密的文件，-inkey指定密钥，-pubin用纯公钥文件加密，-out加密文件。

解密文件：

openssl rsautl -decrypt -in hello.en -inkey test.key -out hello.de

-in指定加密文件，-inkey指定私钥文件，-out解密文件。

3.RSA解密一些问题

RSA公钥指数三个重要大数：e、私钥指数d和模值n，我们所说的密钥长度值的位长。目前主流可选值为1024、2048、3072、4096..。公钥指数是随指数，但目前行业公钥指数一般选择65537(0x10001，5bits），该值是除1、3、5、17、257以外的最小素数。私钥按算法公式（ed%k=1，k=(p-1)(q-1)操作。那么私钥指数会是多少呢？根据ed关系，私钥d=(x*k 1)/e，因此，私钥指数似乎不是唯一的结果，可能大于或小于1024bits但是，我们习惯上也指一个小于1024的，bits的大整数。

明文长度

RSA实际可加密的明文长度最大为1024bits，如果小于此长度，则需要进行padding，因为如果没有padding，用户无法确定解密内容的真实长度，字符串等内容问题不大，以0为结束符，但很难理解二进制数据，因为不确定以下0是内容还是内容结束符。只要用到padding，我们通常使用它来占用实际的明文长度padding标准有NoPPadding、OAEPPadding、PKCS1Padding等，其中PKCS#1建议的padding占11个字节。128字节（1024bits）-为117字节减去11字节RSA加密来讲，padding也参与加密，所以还是按照1024bits理解，但实际明文只有117字节。

密文长度

加密后的密文位长与密钥的位长相同。

4.例子

下面是一个使用现有密钥文件的例子source加密和解密字符串：

#include  2 #include  3 #include  4 #include  5 #include  6 #include  7 #define OPENSSLKEY "test.key"  8 #define PUBLICKEY "test_pub.key"  9 #define BUFFSIZE 1024 10 char* my_encrypt(char *str,char *path_key);//加密 11 char* my_decrypt(char *str,char *path_key);//解密 12 int main(void) { 13     char *source="i like dancing !"; 14     char *ptr_en,*ptr_de; 15     printf("source is    :%s\n",source); 16     ptr_en=my_encrypt(source,PUBLICKEY); 17     printf("after encrypt:%s\n",ptr_en); 18     ptr_de=my_decrypt(ptr_en,OPENSSLKEY); 19     printf("after decrypt:%s\n",ptr_de); 20     if(ptr_en!=NULL){ 21         free(ptr_en); 22     }    23     if(ptr_de!=NULL){ 24         free(ptr_de); 25     }    26     return 0; 27 } 28 char *my_encrypt(char *str,char *path_key){ 29     char *p_en; 30     RSA *p_rsa; 31     FILE *file; 32     int flen,rsa_len; 33     if((file=fopen(path_key,"r"))==NULL){ 34         perror("open key file error"); 35         return NULL;     36     }    37     if((p_rsa=PEM_read_RSA_PUBKEY(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){ 38     //if((p_rsa=PEM_read_RSAPublicKey(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){   这句死活不过，无论是否将公钥分离源文件 39         ERR_print_errors_fp(stdout); 40         return NULL; 41     }    42     flen=strlen(str); 43     rsa_len=RSA_size(p_rsa); 44     p_en=(unsigned char *)malloc(rsa_len 1); 45     memset(p_en,0,rsa_len 1); 46     if(RSA_public_encrypt(rsa_len,(unsigned char *)str,(unsigned char*)p_en,p_rsa,RSA_NO_PADDING)<0){ 47         return NULL; 48     } 49     RSA_free(p_rsa); 50     fclose(file); 51     return p_en; 52 } 53 char *my_decrypt(char *str,char *path_key){ 54     char *p_de; 55     RSA *p_rsa; 56     FILE *file; 57     int rsa_len; 58     if((file=fopen(path_key,"r"))==NULL){ 59         perror("open key file error"); 60         return NULL; 61     } 62     if((p_rsa=PEM_read_RSAPrivateKey(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){ 63         ERR_print_errors_fp(stdout); 64         return NULL; 65     } 66     rsa_len=RSA_size(p_rsa); 67    p_de=(unsigned char *)malloc(rsa_len+1);
68     memset(p_de,0,rsa_len+1);
69     if(RSA_private_decrypt(rsa_len,(unsigned char *)str,(unsigned char*)p_de,p_rsa,RSA_NO_PADDING)<0){
70         return NULL;
71     }
72     RSA_free(p_rsa);
73     fclose(file);
74     return p_de;
75 }

以上创建公钥是从文件读取，也可以从字符串读取创建公钥私钥，并加解密。

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::string rsaPriKeyStr="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";
    std::string rsaPubKeyStr="MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDPx62Myb/H8p4JND8bds5Z9EqFuAyQfj8DC8WJDZ4fHX42ZYqhUxfxHzI/KkoFR3CxpFH2XMfvb2m3BMzQ238jQPutpqJFYpqCgRIZmRuqlpsbkOtCv7yZjVTym3VK0sNOGHv3SXmNyfzuMHRxnD6rgZZB+zq/ukaZm+1FIhlQswIDAQAB";
int nPriKeyLen = rsaPriKeyStr.size();
unsigned char source[20]={0x41,0x12,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x10, 0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x20};
unsigned char rsa_en[512],rsa_de[512];
int rsaenStrLen,rsadeStrLen;
//添加pem编码头，BEGIN RSA PRIVATE KEY是 PKCS#1，BEGIN PRIVATE KEY
    for(int i = 64; i < rsaPriKeyStr.size(); i+=64)
    {
        if(rsaPriKeyStr[i] != '\n')
        {
            rsaPriKeyStr.insert(i, "\n");
        }
        ++i;
    }
    rsaPriKeyStr.insert(0, "-----BEGIN PRIVATE KEY-----\n");
    rsaPriKeyStr.append("\n-----END PRIVATE KEY-----\n");
    int nPubKeyLen = rsaPubKeyStr.size();
    for(int i = 64; i < rsaPubKeyStr.size(); i+=64)
    {
        if(rsaPubKeyStr[i] != '\n')
        {
            rsaPubKeyStr.insert(i, "\n");
        }
        ++i;
    }
    rsaPubKeyStr.insert(0, "-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n");
    rsaPubKeyStr.append("\n-----END PUBLIC KEY-----\n");
    //加密
    rsaenStrLen=my_rsaencrypt(rsaPubKeyStr,source,20,rsa_en);
    printf("rsaenStrLen :%d \n",rsaenStrLen);
    printf("rsa_en:");
    for(int i=0;idencryptStr(rsaPriKeyStr，rsa_en,rsaenStrLen,rsa_de);
    printf("rsadeStrLen :%d \n",rsadeStrLen);
    printf("rsa_de: ");
    for(int i=0;i(temPubKeyStr.c_str());
       if ((pubBp = BIO_new_mem_buf(chPublicKey, -1)) == NULL)
       {
           printf("BIO_new_mem_buf failed!\n");

       }

       p_rsa = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(pubBp, NULL, NULL, NULL);
       BIO_free_all(pubBp);
       if (NULL == p_rsa)
       {
           ERR_load_crypto_strings();
           char errBuf[512];
           ERR_error_string_n(ERR_get_error(), errBuf, sizeof(errBuf));
           printf("load RSA public key failed[%s]\n", errBuf);
       }
       rsa_len=RSA_size(p_rsa);
       p_en=( char*)malloc(rsa_len+1);
       memset(p_en,0,rsa_len+1);
       int deLen=RSA_public_encrypt(len,(unsigned char*)sourStr,(unsigned char*)p_en,p_rsa,RSA_PKCS1_PADDING); //RSA_PKCS1_PADDING解密填充方式需要对应，NO_PADDING模式没办法确定密钥长度
       if(deLen<0)
       {
           return NULL;
       }
       memcpy(enStr,p_en,deLen);
       RSA_free(p_rsa);
       return deLen;
}

int dencryptStr(std::string rsaPriKeyStr，unsigned char * cEnStr,int cEnstrLen,unsigned char* deStr)
{
    RSA * mRsaPriKey;
    BIO* priBp = NULL;
    char *cmDeStr = NULL;
    int rsalen;
    //创建私钥
    char *chPrilicKey = const_cast(rsaPriKeyStr.c_str());
    if ((priBp = BIO_new_mem_buf(chPrilicKey, -1)) == NULL)
    {
        printf( "BIO_new_mem_buf failed!");
    }
    mRsaPriKey = PEM_read_bio_RSAPrivateKey(priBp, NULL, NULL, NULL);
    BIO_free_all(priBp);
    if (NULL == mRsaPriKey)
    {
        //ERR_load_crypto_strings();
        char errBuf[512];
        ERR_error_string_n(ERR_get_error(), errBuf, sizeof(errBuf));
        printf("load RSA public key failed[%s]\n", errBuf);
    }
    //解密
    rsalen=RSA_size(mRsaPriKey);
    cmDeStr=(char*)malloc(rsalen+1);
    memset(cmDeStr,0,rsalen+1);
    int delen=RSA_private_decrypt(enlen, reinterpret_cast(cEnStr), reinterpret_cast(cmDeStr),mRsaPriKey,RSA_PKCS1_PADDING);//加解密填充模式需要确定
    if(delen<0)
    {
        LOG(INFO) <<" RSA_private_decrypt failed!";
        free(cmDeStr);
        return 0;

    }
    memcpy(cDeStr,cmDeStr,delen);
    free(cmDeStr);
    return delen;
}