信息安全 LibTomCrypt 實驗2

1、山東大學(xué) 軟件 學(xué)院 信息安全 課程實驗報告 學(xué)號：2姓名： 班級：實驗題目： 使用RAS加解密一個文件實驗學(xué)時： 4實驗日期： 2016/12/21實驗?zāi)康模海?）掌握公鑰算法的使用方法（2）掌握混合密碼體制的工作原理硬件環(huán)境：Lenovo G50-70 Win10軟件環(huán)境：VS2013實驗步驟與內(nèi)容：（1）使用RSA 算法加解密和簽名驗證（2）使用混合密碼體制的文件加密一、知識準(zhǔn)備我們還是需要準(zhǔn)備tomcrypt.lib的靜態(tài)庫文件。那么 首先是 在visual studio 2013中打開libTomMath庫，直接編譯（build），生成項目，然后會在 Debug 文件里面找

2、到 libtommath.lib 文件，然后將這個文件復(fù)制到 LibTomCrypt庫里面的header里面，然后從VS2013直接打開LibTomCrypt 庫，配置一下 庫 和 h 頭文件的路徑，然后直接編譯，生成項目。大概向下面那樣： 然后我們新建一個工程，并且將以 libtomcrypt開頭的 .h 文件，全部復(fù)制到我們新建的引用庫的 include 文件夾里面 里面可以開始在我們工程 Crypt 里面引用我們的 .lib 文件。同樣需要給這個 Crypt 工程配置庫路徑和 頭文件路徑，如下面：另外還需要添加一個.lib的名字項目準(zhǔn)備階段大概就是這樣，然后我們還需要對RSA算法有一些了

3、解。二、代碼解析首先我們要選擇RSA的一種加解密機(jī)制，RSA的加密機(jī)制有兩種方案：一個是RSAES-OAEP，另一個RSAES-PKCS1-v1_5。PKCS#1推薦在新的應(yīng)用中使用RSAES- OAEP，保留RSAES-PKCS#1-v1_5跟老的應(yīng)用兼容。它們兩的區(qū)別僅僅在于加密前編碼的方式不同。而加密前的編碼是為了提供了抵抗各種活動的敵對攻擊的安全機(jī)制。 PKCS#1的簽名機(jī)制也有種方案：RSASSA-PSS和RSASSA-PKCS1-v1_5。同樣，推薦RSASSA-PSS用于新的應(yīng)用而RSASSA-PKCS1-v1_5用于兼容老的應(yīng)用。聲明一個 padding 變量，這個與后期的加解

4、密函數(shù)中的填充方式有關(guān)：然后我們需要注冊一個偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，： 然后需要注冊一個數(shù)學(xué)類庫： 另外在我們還需要找到 hash 函數(shù)和 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器函數(shù)的位置： RSA算法加密要用到公鑰，所以我們要生一個公鑰，要用到 rsa_make_key這個方法。但是在調(diào)用方法之前我們需要初始化一個數(shù)學(xué)庫的一個宏定義，這個很重要，因為這個bug調(diào)了很長時間，我們首先要在main函數(shù)的上面，進(jìn)行預(yù)定義：#define LTM_DESC 然后我們還要在 方法里面初始化一個 ltc_mp 變量，ltc_mp = ltm_desc; 但是這樣編譯項目會出現(xiàn)變量未定義的錯誤，所以我們還要在項目的屬性的預(yù)編譯器里面添加

5、一個LTM_DESC變量：然后，我們就可以調(diào)用rsa_make_key生成一個 rsa_key:然后我們就可以使用rsa_encrypt_key_ex() 進(jìn)行對明文加解密，我們可以看到這個函數(shù)的參數(shù)，包括了需要加密的明文pt，密文ct，隨機(jī)數(shù)生成器的位置參數(shù)prng，數(shù)學(xué)庫函數(shù)的位置參數(shù)hash_idx,填充方式padding，以及密鑰 key ： 那么同樣我們對密文進(jìn)行解密的時候，用到了rsa_decrypt_key_ex() 方法，參數(shù)同樣包括了需要解密的密文ct，解密后的明文pt，數(shù)學(xué)庫的位置參數(shù)hash_idx,填充方式padding，以及密鑰 key，還有返回的參數(shù) state ，

6、表示解密數(shù)據(jù)是否成功。三、測試用例 我們需要選擇一種加密機(jī)制，并且需要輸入想要的加密的明文，在這里并沒有做文件的讀入，核心內(nèi)容已經(jīng)包括進(jìn)來了：四、代碼附錄1. / RSA.cpp : Defines the entry point for the console application.2. /3. #include "stdafx.h"4. #include "tomcrypt.h"5. #define LTM_DESC6.7. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv)8. 9. int error, hash_idx, p

7、rng_idx, res;10. unsigned long l1, l2;/聲明11. unsigned char pt16, pt216, out1024;12. rsa_key key;13.14. int padding = 3;15.16. FILE *plainText = 0, *cryptText = 0, *decryptText = 0;/文件流17.18. int inpadding;19. printf("*RSA加解密算法*n");20. memset(pt, 0, sizeof(pt);/清空輸入21. printf("請選擇加密機(jī)制n

8、1-RSAES-PKCS1-V1_5n2-RSAES-OAEPn其他任意鍵退出n");22. printf("*n");23. scanf("%d", &inpadding);24. switch (inpadding)25. 26. case 1:27. printf("請輸入明文（16字節(jié)以下）n");28. scanf("%s", &pt);29. padding = LTC_LTC_PKCS_1_V1_5;/LTC_LTC_PKCS_1_V1_5 = 130. break;31.

9、case 2:32. printf("請輸入明文（16字節(jié)以下）n");33. scanf("%s", &pt);34. padding = LTC_LTC_PKCS_1_OAEP;/LTC_LTC_PKCS_1_OAEP = 235. break;36. default:37. return 0;/表示退出38. 39.40.41. /*register prng*/42. /*43. 函數(shù)定義：int register_prng(const struct ltc_prng_descriptor *prng);44. 功能說明：注冊一個偽隨機(jī)數(shù)

10、生成器45. 參數(shù)說明：const struct ltc_prng_descriptor *prng-一個prng結(jié)構(gòu)體46. 返回值說明：返回值為-1表示注冊一個prng失敗，否則注冊成功47. */48. if (register_prng(&sprng_desc) = -1)49. printf("Error registering sprng");50. return EXIT_FAILURE;51. 52.53. /*注冊 一個數(shù)學(xué)類庫*/54.55. /ltc_mp = ltm_desc;56.57. /*58. 函數(shù)定義：int register_ha

11、sh(const struct ltc_hash_descriptor *hash);59. 功能說明：注冊一個數(shù)學(xué)庫60. 參數(shù)說明：const struct ltc_hash_descriptor *hash -一個hash結(jié)構(gòu)體61. 返回值說明：返回值為-1表示注冊一個數(shù)學(xué)庫失敗，否則注冊成功62. */63. if (register_hash(&sha1_desc) = -1)64. printf("注冊 數(shù)學(xué)庫失敗");65. return EXIT_FAILURE;66. 67.68. /*69. 函數(shù)定義：int find_hash(const c

12、har *name);70. 功能說明：在hash表里查找一個hash71. 參數(shù)說明：const char *name -要查找的hash的name72. 返回值說明：返回值為-1表示查找失??；否則返回該hash在hash表里的位置73. */74. hash_idx = find_hash("sha1");75.76. /*77. 函數(shù)定義：int find_prng(const char *name);78. 功能說明：在prng表里查找一個prng79. 參數(shù)說明：const char *name -要查找的prng的name80. 返回值說明：返回值為-1表示查找

13、失??；否則返回該prng在prng表里的位置81. */82. prng_idx = find_prng("sprng");83.84. /*make an RSA-1024 key*/85.86. /*87. 函數(shù)定義：int rsa_make_key(prng_state *prng, int wprng, int size, long e, rsa_key *key);88. 功能說明：生成一個1024bit的RSA密鑰89. 參數(shù)說明：prng_state *prng-prng狀態(tài)90. int wprng-prng標(biāo)志91. int size-密鑰長度92. lo

14、ng e-加密時e的值93. rsa_key *key-RSA密鑰94. 返回值說明：返回值為0表示生成密鑰成功，否則生成密鑰失敗95. */96. ltc_mp = ltm_desc;97.98. error = rsa_make_key(NULL, /* PRNG state */99. prng_idx, /* PRNG idx */100. 1024 / 8, /* 1024-bit key */101. 65537, /* we like e=65537 */102. &key); /* where to store the key */103. if (error != C

15、RYPT_OK) 104. printf("rsa_make_key %s", error_to_string(error);105. return EXIT_FAILURE;106. 107.108. /RSA 加解密流程109. 110. /加密111. /*112. 函數(shù)定義：int rsa_encrypt_key_ex(const unsigned char *in, unsigned long inlen, unsigned char *out,113. unsigned long *outlen, const unsigned char *lparam, uns

16、igned long l paramlen, prng_state *prng, 114. int prng_idx, int hash_idx, int padding, rsa_key *key);115. 功能說明：RSA加密過程，對輸入的明文進(jìn)行加密116. 參數(shù)說明：const unsigned char *in -要加密的明文117. unsigned long inlen -明文長度118. unsigned char *out -存放加密后的密文119. unsigned long *outlen -密文長度120. const unsigned char *lparam -

17、lparam參數(shù)121. unsigned long l paramlen-lparam長度122. prng_state *prng- prng狀態(tài)123. int prng_idx-prng標(biāo)志124. int hash_idx-hash標(biāo)志125. int padding-填充方式126. rsa_key *key-密鑰127. 返回值說明：返回值為0表示加密成功，否則加密失敗128. */129. l1 = sizeof(out);130. error = rsa_encrypt_key_ex(131. pt,132. 16,133. out,134. &l1,135. (un

18、signed char *)"zhaoshuai-960229",136. 16,137. NULL,138. prng_idx,139. hash_idx,140. padding,141. &key);142. if (error != CRYPT_OK)143. printf("加密失敗。");144. return EXIT_FAILURE;145. 146.147. printf("n加密之后的密文（16進(jìn)制）：n");148. for (int i = 0; i <= 127; i+)149. 150. pr

19、intf("%02x", outi);151. 152. printf("n");153.154. /解密155. /*156. 函數(shù)定義：int rsa_decrypt_key_ex(const unsigned char *in, unsigned long inlen, unsigned char *out,157. unsigned long *outlen, const unsigned char *lparam , unsigned long158. lparamlen, int hash_idx , int padding, int *st

20、at, rsa_key*key);159. 功能說明：RSA解密過程，對密文進(jìn)行解密160. 參數(shù)說明：const unsigned char *in -要解密的密文161. unsigned long inlen -密文長度162. unsigned char *out -存放解密后的明文163. unsigned long *outlen -明文長度164. const unsigned char *lparam - lparam參數(shù)165. unsigned long l paramlen-lparam長度166. int hash_idx-hash標(biāo)志167. int padding-填充方式168. int *stat-解密后的數(shù)據(jù)正確與否169. rsa_key *key-密鑰170. 返回值說明：返回值為0表示解密成功，否則解密失敗171. */172. /memse