openssl之EVP系列之2---对称加密算法概述

openssl之EVP系列之2---对称加密算法概述

    ---依据openssl doc/crypto/EVP_EncryptInit.pod和doc/ssleay.txt cipher.doc部分翻译和自己的理解写成

    （作者：DragonKing, Mail: wzhah@263.net ,公布于：http://gdwzh.126.com之openssl专业论坛,版本号：openssl-0.9.7）

    

    对称加密算法封装的函数系列名字是以EVP_Encrypt*...*开头的。事实上，这些函数仅仅是简单调用了EVP_Cipher*...*系列的同名函数，换一个名字可能是为了更好的差别和理解。除了实现了对称加密算法外。EVP_Encrypt*...*系列还对块加密算法提供了缓冲功能。以后我们可能会很多其它使用EVP_Cipher的术语，由于它是真正的实现结构。

EVP_Cipher*...*得以实现的一个基本结构是以下定义的一个算法结构，它定义了EVP_Cipher系列函数应该採用什么算法进行数据处理，其定义例如以下（evp.h）：

    typedef struct evp_cipher_st

    {

     int nid;

     int block_size;

     int key_len; 

     int iv_len;

     unsigned long flags; 

     int (*init)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key, const unsigned char *iv, int enc); 

     int (*do_cipher)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out, const unsigned char *in, unsigned int inl);

     int (*cleanup)(EVP_CIPHER_CTX *); 

     int ctx_size;

     int (*set_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); 

     int (*get_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); 

     int (*ctrl)(EVP_CIPHER_CTX *, int type, int arg, void *ptr); /* Miscellaneous operations */

     void *app_data; 

    }EVP_CIPHER;

    以下对这个结构的部分成员的含义作一些解释：

    nid——是算法类型的nid识别号，openssl里面每一个对象都有一个内部唯一的识别ID

    block_size——是每次加密的数据块的长度，以字节为单位

    key_len——各种不同算法缺省的密钥长度

    iv_len——初始化向量的长度

    init——算法结构初始化函数。能够设置为加密模式还是解密模式

    do_cipher——进行数据加密或解密的函数

    cleanup——释放EVP_CIPHER_CTX结构里面的数据和设置。

    ctx_size——设定ctx->cipher_data数据的长度

    set_asn1_parameters——在EVP_CIPHER_CTX结构中通过參数设置一个ASN1_TYPE

    get_asn1_parameters——从一个ASN1_TYPE中取得參数

    ctrl——其他各种操作函数

    app_data——应用数据

    通过定义这样一个指向这个结构的指针，你就能够在连接程序的时候仅仅连接自己使用的算法；而假设你是通过一个整数来指明应该使用什么算法的话，会导致全部算法的代码都被连接到代码中。

通过这样一个结构。还能够自己添加新的算法。

    在这个基础上，每一个EVP_Cipher*...*函数都维护着一个指向一个EVP_CIPHER_CTX结构的指针。

    typedef struct evp_cipher_ctx_st

    {

     const EVP_CIPHER *cipher;

     ENGINE *engine; 

     int encrypt; 

     int buf_len;

     unsigned char oiv[EVP_MAX_IV_LENGTH];

     unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH]; 

     unsigned char buf[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];

     int num; 

     void *app_data; 

     int key_len; 

     unsigned long flags; 

     void *cipher_data; 

     int final_used;

     int block_mask;

     unsigned char final[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];

     } EVP_CIPHER_CTX;

    以下对这个结构部分成员做简单的解释：

    cipher——是该结构相关的一个EVP_CIPHER算法结构

    engine——假设加密算法是ENGINE提供的，那么该成员保存了相关的函数接口

    encrypt——加密或解密的标志

    buf_len——该结构缓冲区里面当前的数据长度

    oiv——初始的初始化向量

    iv——工作时候使用的初始化向量

    buf——保存下来的部分须要数据

    num——在cfb/ofb模式的时候指定块长度

    app_data——应用程序要处理数据

    key_len——密钥长度，算法不一样长度也不一样

    cipher_data——加密后的数据

    

    上述两个结构是EVP_Cipher(EVP_Encrypt)系列的两个基本结构，它们的其他一些列函数都是以这两个结构为基础实现了。

文件evp/evp_enc.c是最高层的封装实现，各种加密的算法的封装在p_enc.c里面实现，解密算法的封装在p_dec.c里面实现，而各个e_*.c文件则是真正实现了各种算法的加解密功能。当然它们事实上也是一些封装函数。真正的算法实如今各个算法同名文件夹里面的文件实现。