AES-128-ECB-zeropadding填充加解密openssl标准库使用 linux C语言

Dear 丶 2022-08-28 13:51 282阅读 0赞

# 背景：openwrt环境下使用openssl标准库进行aes-128-ecb-zerospadding加解密。 #

## 一、接口及头文件 ##

openssl的aes头文件

#include <openssl/aes.h>

### 1.AES\_ecb\_encrypt接口原型 ###

简介：openssl标准库将加解密函数统一封装成AES\_ecb\_encrypt函数，通过第四个参数来选择调用加密程序或者解密程序，需要注意的是第三个参数需要通过AES\_set\_decrypt\_key、AES\_set\_encrypt\_key来生成。ECB模式相较于CBC模式少一个输入参数iv向量，整体调用大同小异。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数名称</th> 
   <th>释义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>in</td> 
   <td>加解密接口输入</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>out</td> 
   <td>加解密接口输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>key</td> 
   <td>AES_KEY类型密钥需要通过接口生成（后面有介绍）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>enc</td> 
   <td>常量AES_ENCRYPT表示用于加密、AES_DECRYPT表示用于解密</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

void AES_ecb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
                         const AES_KEY *key, const int enc)
    { 
    
        assert(in && out && key);
        assert((AES_ENCRYPT == enc) || (AES_DECRYPT == enc));
    
        if (AES_ENCRYPT == enc)
            AES_encrypt(in, out, key);
        else
            AES_decrypt(in, out, key);
    }

### 2. AES\_set\_decrypt\_key、AES\_set\_encrypt\_key ###

简介：用于生成AES\_ecb\_encrypt加解密所需要的KEY，注意加解密的密钥使用对应函数生成。

int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key);
    int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key);

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数名称</th> 
   <th>释义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>userKey</td> 
   <td>输入密钥</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>bits</td> 
   <td>密钥长度的比特位数即字节数*8，128，192，256三个参数可供选择</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>key</td> 
   <td>AES_KEY类型输出密钥用于AES_ecb_encrypt加密</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td>0：表示成功，-1：输入参数1为空，-2：bit位输入错误</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 一、封装填充函数 ##

说明：运用标准库的加密函数和密钥生成函数就可以加密解密了，但是对于上述加解密接口一次之只能处理16个字节长度的数据，如果需要加密的明文小于等于十六个字节，则可以直接使用上述的加解密接口，当明文长度大于16个字节时则需要将明文分组加密再将密文拼接起来。所以对于输入数据的字节长度要求为16的整倍数，当分组后不足16字节的一组用0x00填充，即为zeros padding，这里介绍zeros padding的填充方式，其他填充方式网上介绍很多这里就不赘述。

### 1. 封装AES-128-ECB-zeropadding 加密接口 ###

int AES_ECB128_Encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out, unsigned char key, int input_len) { 
    
        AES_KEY key;
    	int i;
    	int ret = 0;
    	int round = 0;
    	int rest = 0;
    	int in_len = 0;
    	unsigned char in_tmp[1024] = { 0};
    	unsigned char out_tmp[1024] = { 0};
    	unsigned char zero[16] = { 0};
    	//DEBUG_INFO() 是自定义打印接口函数，使用中可以修改为对应的打印函数
    	ret = AES_set_encrypt_key(key, 128, &key);
        if ( ret < 0) { 
        	DEBUG_INFO("ret = %d,%s\n", ret, "get the Encrypt aes key error");
        	return false;
        } else { 
        	DEBUG_INFO("%s\n", "get the Encrypt key successful");
        }
    	
    	in_len = input_len;
    	memset(zero, 0x00, 16);
    	if (in_len <= 16) { 
    		AES_ecb_encrypt(in, out, &key, AES_ENCRYPT);
    	} else{ 
    		rest = in_len%16;
    		round = (in_len - rest)/16;
    		memcpy(in_tmp, in, 1024); 
    		strcat(in_tmp, zero);
    		memcpy(in, in_tmp, (round+1) * 16); //zero padding
    		for (i = 0; i < round + 1; i++) {  //分组循环加密并且拼接
    			memcpy(in_tmp, in + 16 * i, 16);
    			AES_ecb_encrypt(in_tmp, out_tmp, &key, AES_ENCRYPT);
    			memcpy(out + 16 * i, out_tmp, 16);
    			memset(in_tmp, 0, 1024);
    			memset(out_tmp, 0, 1024);
    		}
    	}
        return true;
    }

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数名称</th> 
   <th>释义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>in</td> 
   <td>加密接口输入</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>out</td> 
   <td>加密接口输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>key</td> 
   <td>输入密钥key</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>input_len</td> 
   <td>输入明文数据长度</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2. 封装AES-128-ECB-zeropadding 解密接口 ###

int AES_ECB128_Decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out, unsigned char key，int input_len) { 
    
        AES_KEY key;
    	int i;
    	int j;
    	int cnt;
    	int ret = 0;
    	int rest = 0;
    	int round = 0;
    	int in_len = 0;
    	int out_len=0;
    	unsigned char in_tmp[1024] = { 0};
    	unsigned char out_tmp[1024] = { 0};
    	
    	ret = AES_set_decrypt_key(dct_conf.servers[server_index].mqtt_conf.aes_key, 128, &key);
        if ( ret < 0) { 
        	DEBUG_INFO("ret = %d,%s\n", ret, "get the Decrypt aes key error");
        	return false;
        } else { 
        	DEBUG_INFO("%s\n", "get the Decrypt key successful");
        }
        
    	in_len = input_len;
    	
    	if (in_len == 16) { 
    		AES_ecb_encrypt(in, out, &key, AES_DECRYPT);
    	} else { 
    		round = in_len/16;
    
    		for (i = 0; i < round; i++) {  //分组解密
    			if (i == round -1) { 
    				memcpy(in_tmp, in + 16 * i, 16);
    				AES_ecb_encrypt(in_tmp, out_tmp, &key, AES_DECRYPT);
    				for (j = 0; j < 16; j++) {   //去掉填充在末尾的零（事实上这边的算法需要改进可以评论出你的想法噢哈哈哈）
    					if (out_tmp[j] == '\0') { 
    						ret = 16 - j;
    						break;
    					}
    				}
    				memcpy(out + 16 * i, out_tmp, 16);
    			} else { 
    				memcpy(in_tmp, in + 16 * i, 16);
    				AES_ecb_encrypt(in_tmp, out_tmp, &key, AES_DECRYPT);
    				memcpy(out + 16 * i, out_tmp, 16);
    				memset(in_tmp, 0, 1024);
    				memset(out_tmp, 0, 1024);
    			}
    		}
    	}