C++使用Openssl进行RSA加密解密及签名验签功能（SHA256）

在IT领域，安全通信是至关重要的，特别是在网络传输和数据存储中。RSA是一种广泛使用的公钥加密算法，它结合了非对称加密和数字签名技术，确保数据的机密性和完整性。本文将深入探讨如何使用OpenSSL库在C++中实现RSA加密、解密以及签名和验签功能，特别关注SHA256WithRSA这一安全强度更高的签名方法。 RSA的核心原理是基于大整数因子分解的困难性。它包含一对密钥，即公钥和私钥。公钥可以公开，用于加密数据，而私钥必须保密，用于解密数据。在OpenSSL中，我们可以通过`RSA_generate_key`函数生成密钥对。 ```cpp RSA *rsa = RSA_generate_key(KEY_SIZE, RSA_F4, NULL, NULL); ``` 这里的`KEY_SIZE`通常为2048位或更长，`RSA_F4`代表一个常量，用作RSA的模数p和q的乘积的一个因子。 接下来，我们将探讨如何使用RSA进行加密和解密。在C++中，OpenSSL提供了`RSA_public_encrypt`和`RSA_private_decrypt`函数来实现这些操作。 ```cpp int encrypted_len; unsigned char *encrypted = new unsigned char[ENCRYPTED_BUFFER_SIZE]; RSA_public_encrypt(message_len, message, encrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING); int decrypted_len; unsigned char *decrypted = new unsigned char[DECRYPTED_BUFFER_SIZE]; RSA_private_decrypt(encrypted_len, encrypted, decrypted, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING); ``` 这里，`RSA_PKCS1_OAEP_PADDING`是填充模式，提供更好的安全性。 然后，我们转向签名和验签的过程。RSA签名通常与散列函数结合，如SHA256，以提高安全性。在OpenSSL中，我们可以使用`EVP_DigestSignInit`、`EVP_DigestSignUpdate`和`EVP_DigestSignFinal`来生成签名，使用`EVP_DigestVerifyInit`、`EVP_DigestVerifyUpdate`和`EVP_DigestVerifyFinal`进行验证。 ```cpp EVP_MD_CTX *mdctx = EVP_MD_CTX_new(); EVP_PKEY *pkey = EVP_PKEY_new(); EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa); EVP_DigestSignInit(mdctx, NULL, EVP_sha256(), NULL, pkey); EVP_DigestSignUpdate(mdctx, message, message_len); unsigned int siglen; unsigned char *signature = new unsigned char[SIG_BUFFER_SIZE]; EVP_DigestSignFinal(mdctx, signature, &siglen); EVP_DigestVerifyInit(mdctx, NULL, EVP_sha256(), NULL, pkey); EVP_DigestVerifyUpdate(mdctx, message, message_len); int result = EVP_DigestVerifyFinal(mdctx, signature, siglen); ``` 如果`result`为1，表示验签成功；若为0，则失败；负值可能表示错误。 在实际应用中，你可能需要将这些功能封装到类或函数中，以便于使用。例如，你可以创建一个`RSAUtil`类，提供`generateKeyPair()`、`encrypt()`、`decrypt()`、`sign()`和`verify()`等方法。在`RSAWithOpenSSL`这个项目中，开发者可能已经实现了这样的封装，使得代码更加简洁易懂。 通过OpenSSL库，我们可以方便地在C++中实现RSA加密、解密、签名和验签功能。结合SHA256这种强大的散列函数，可以提供可靠的数据保护，确保在网络通信中的信息安全。在使用过程中，需要注意正确处理内存分配和释放，以及防止潜在的安全漏洞。