使用openssl使用RSA公钥加密AES会话密钥

抱歉，我作为一个语言模型AI并不能直接执行代码。但是，我可以给你一些思路和代码框架，帮助你完成这个任务。 首先，需要使用C语言中的随机数生成函数生成会话密钥K。可以使用C库中的rand()函数来生成随机数，并使用srand()函数设置随机数种子，以确保每次生成的随机数都不同。 接下来，需要使用RSA加密算法对会话密钥进行加密。可以使用C语言中的OpenSSL库中的RSA函数来实现。首先，需要加载接收方的公钥，可以使用PEM文件格式存储公钥，并使用PEM_read_RSA_PUBKEY()函数加载公钥。然后，使用RSA_public_encrypt()函数对会话密钥进行加密。 然后，需要使用OFB模式对明文进行加密。OFB模式是一种分组密码加密模式，在加密过程中会使用一个初始向量（IV），并将每个分组加密后的结果作为下一个分组加密的IV。可以使用C语言中的OpenSSL库中的EVP函数来实现。首先，需要使用EVP_CIPHER_CTX_init()函数初始化加密上下文，然后使用EVP_EncryptInit_ex()函数设置加密算法和IV，接着使用EVP_EncryptUpdate()函数将明文分组加密，最后使用EVP_EncryptFinal_ex()函数进行最后的加密操作。 最后，需要使用Feistal对称加密算法对密文进行多轮加密。Feistal对称加密算法是一种常见的对称加密算法，可以使用C语言实现。首先，需要将密文分为左右两部分，然后将右半部分作为输入，经过多轮Feistal加密后得到新的右半部分。每轮加密过程中，需要使用移位寄存器对右半部分进行移位操作，然后将移位后的结果与轮密钥进行异或操作，最后将异或结果与左半部分进行交换。 最后，接收方需要使用自己的私钥解密会话密钥，并使用该会话密钥解密密文。可以使用C语言中的OpenSSL库中的RSA函数和EVP函数来实现解密过程。 下面是伪代码框架，供参考： ```c // 生成随机数生成函数生成会话密钥K_ int k = rand(); srand(time(NULL)); // 加载接收方的公钥并使用RSA加密算法对会话密钥进行加密 RSA *rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL); unsigned char encrypted_k[1024]; int encrypted_k_len = RSA_public_encrypt(sizeof(k), (unsigned char *)&k, encrypted_k, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); // 使用OFB模式对明文进行加密 EVP_CIPHER_CTX *ctx = EVP_CIPHER_CTX_new(); EVP_CIPHER_CTX_init(ctx); EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_ofb(), NULL, iv, NULL); unsigned char ciphertext[1024]; int ciphertext_len; EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &ciphertext_len, plaintext, sizeof(plaintext)); EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + ciphertext_len, &len); ciphertext_len += len; // 使用Feistal对称加密算法对密文进行多轮加密 int l = sizeof(ciphertext) / 2; int r = sizeof(ciphertext) / 2 + 1; for (int i = 0; i < 16; i++) { int j = 6; int temp = r; r = l ^ (r << j ^ round_key[i]); l = temp; } unsigned char encrypted_ciphertext[1024]; int encrypted_ciphertext_len = RSA_private_decrypt(encrypted_k_len, encrypted_k, encrypted_ciphertext, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); // 使用自己的私钥解密会话密钥 unsigned char decrypted_k[1024]; int decrypted_k_len = RSA_private_decrypt(encrypted_k_len, encrypted_k, decrypted_k, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); // 使用会话密钥解密密文 EVP_CIPHER_CTX *ctx = EVP_CIPHER_CTX_new(); EVP_CIPHER_CTX_init(ctx); EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_ofb(), NULL, iv, NULL); unsigned char decrypted_ciphertext[1024]; int decrypted_ciphertext_len; EVP_DecryptUpdate(ctx, decrypted_ciphertext, &decrypted_ciphertext_len, ciphertext, ciphertext_len); EVP_DecryptFinal_ex(ctx, decrypted_ciphertext + decrypted_ciphertext_len, &len); decrypted_ciphertext_len += len; ``` 需要注意的是，这只是一个伪代码框架，具体实现需要根据实际情况进行调整。同时，还需要在代码中添加必要的头文件和库文件，并进行错误处理和内存释放操作。

以下是C语言实现示例： ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <time.h> #include <openssl/rsa.h> #include <openssl/pem.h> #include <openssl/rand.h> #include <openssl/evp.h> #define BLOCK_SIZE 8 // Feistal算法分块大小 #define KEY_SIZE 128 // RSA算法密钥长度 // 生成随机数 void generate_random(unsigned char *key, int len) { int i; srand((unsigned int)time(NULL)); for (i = 0; i < len; i++) { key[i] = rand() % 256; } } // Feistal算法的轮函数 void feistal_round(unsigned char *data, unsigned char *key) { int i; unsigned char tmp[BLOCK_SIZE]; memcpy(tmp, data, BLOCK_SIZE); // 保存data的副本 for (i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { data[i] ^= key[i]; // 异或操作 } memcpy(key, tmp, BLOCK_SIZE); // 更新key } // Feistal算法加密 void feistal_encrypt(unsigned char *data, unsigned char *key, int rounds) { int i; for (i = 0; i < rounds; i++) { feistal_round(data, key); } } // RSA加密 int rsa_encrypt(unsigned char *in, int in_len, unsigned char *out, RSA *rsa) { int len = RSA_public_encrypt(in_len, in, out, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); return len; } // RSA解密 int rsa_decrypt(unsigned char *in, int in_len, unsigned char *out, RSA *rsa) { int len = RSA_private_decrypt(in_len, in, out, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); return len; } // OFB模式加密 void ofb_encrypt(FILE *in, FILE *out, unsigned char *key, int key_len) { unsigned char iv[BLOCK_SIZE], tmp[BLOCK_SIZE], cipher[BLOCK_SIZE]; int i, nread; EVP_CIPHER_CTX *ctx = EVP_CIPHER_CTX_new(); EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_128_ofb(), NULL, key, iv); memcpy(tmp, iv, BLOCK_SIZE); while ((nread = fread(tmp, 1, BLOCK_SIZE, in)) > 0) { EVP_EncryptUpdate(ctx, cipher, &i, tmp, BLOCK_SIZE); fwrite(cipher, 1, nread, out); memcpy(tmp, cipher, BLOCK_SIZE); } EVP_EncryptFinal_ex(ctx, cipher, &i); fwrite(cipher, 1, i, out); EVP_CIPHER_CTX_free(ctx); } // OFB模式解密 void ofb_decrypt(FILE *in, FILE *out, unsigned char *key, int key_len) { unsigned char iv[BLOCK_SIZE], tmp[BLOCK_SIZE], cipher[BLOCK_SIZE]; int i, nread; EVP_CIPHER_CTX *ctx = EVP_CIPHER_CTX_new(); EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_128_ofb(), NULL, key, iv); memcpy(tmp, iv, BLOCK_SIZE); while ((nread = fread(tmp, 1, BLOCK_SIZE, in)) > 0) { EVP_DecryptUpdate(ctx, cipher, &i, tmp, BLOCK_SIZE); fwrite(cipher, 1, nread, out); memcpy(tmp, cipher, BLOCK_SIZE); } EVP_DecryptFinal_ex(ctx, cipher, &i); fwrite(cipher, 1, i, out); EVP_CIPHER_CTX_free(ctx); } int main() { unsigned char key[BLOCK_SIZE], iv[BLOCK_SIZE]; unsigned char enc_key[KEY_SIZE], dec_key[KEY_SIZE]; unsigned char buffer[BLOCK_SIZE]; int i, nread; FILE *in, *out; RSA *rsa; EVP_PKEY *pubkey, *prikey; char *pubkey_path = "pubkey.pem"; char *prikey_path = "prikey.pem"; char *p_text_path = "p_text.txt"; char *c_text_path = "c_text.txt"; char *p1_text_path = "p1_text.txt"; int feistal_rounds = 16; // 读取明文文件 in = fopen(p_text_path, "rb"); if (in == NULL) { printf("Failed to open file %s\n", p_text_path); return 1; } // 生成Feistal算法的轮密钥 generate_random(key, BLOCK_SIZE); memcpy(iv, key, BLOCK_SIZE); // 生成会话密钥 generate_random(enc_key, KEY_SIZE / 8); // 用接收方的公钥加密会话密钥 pubkey = EVP_PKEY_new(); FILE *pubkey_file = fopen(pubkey_path, "r"); if (!PEM_read_PUBKEY(pubkey_file, &pubkey, NULL, NULL)) { printf("Failed to read public key\n"); return 1; } fclose(pubkey_file); rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(pubkey); int enc_len = rsa_encrypt(enc_key, KEY_SIZE / 8, enc_key, rsa); // 将加密后的会话密钥和Feistal算法的轮密钥写入密文文件 out = fopen(c_text_path, "wb"); fwrite(enc_key, 1, enc_len, out); fwrite(key, 1, BLOCK_SIZE, out); // 使用OFB模式加密明文文件 ofb_encrypt(in, out, iv, BLOCK_SIZE); fclose(out); fclose(in); // 读取密文文件 in = fopen(c_text_path, "rb"); if (in == NULL) { printf("Failed to open file %s\n", c_text_path); return 1; } // 解密会话密钥 prikey = EVP_PKEY_new(); FILE *prikey_file = fopen(prikey_path, "r"); if (!PEM_read_PrivateKey(prikey_file, &prikey, NULL, NULL)) { printf("Failed to read private key\n"); return 1; } fclose(prikey_file); rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(prikey); int dec_len = rsa_decrypt(enc_key, enc_len, dec_key, rsa); // 读取Feistal算法的轮密钥 nread = fread(buffer, 1, BLOCK_SIZE, in); memcpy(key, buffer, BLOCK_SIZE); // 使用OFB模式解密密文文件 out = fopen(p1_text_path, "wb"); ofb_decrypt(in, out, iv, BLOCK_SIZE); fclose(out); fclose(in); // 比较明文和解密后的明文是否相同 in = fopen(p_text_path, "rb"); out = fopen(p1_text_path, "rb"); while ((nread = fread(buffer, 1, BLOCK_SIZE, in)) > 0) { fread(iv, 1, BLOCK_SIZE, out); feistal_encrypt(iv, key, feistal_rounds); for (i = 0; i < nread; i++) { buffer[i] ^= iv[i]; } fwrite(buffer, 1, nread, out); } fclose(in); fclose(out); printf("Encryption and decryption completed successfully.\n"); return 0; } ``` 需要注意的是，这段代码中使用了OpenSSL库来实现RSA加密和解密、OFB模式加密和解密等操作，需要在编译时链接该库。在gcc编译时可以添加`-lcrypto`选项。此外，还需要自行生成公钥和私钥文件，并将其分别命名为`pubkey.pem`和`prikey.pem`，并放在代码所在目录下。