openssl中通过ECDH算法对方公钥和己方公钥计算共享密钥的函数

在 OpenSSL 中，可以使用以下函数通过 ECDH 算法计算共享密钥：

1. `EC_KEY_compute_key()`：该函数可以计算 ECDH 共享密钥，并将结果存储在指定的缓冲区中。该函数的参数包括：

- `out`：指向输出缓冲区的指针。
- `outlen`：输出缓冲区的长度。
- `pub_key`：对方公钥的 `EC_POINT` 对象。
- `ecdh`：己方的 `EC_KEY` 对象。
- `kdf`：指定密钥派生函数，可以为 `NULL`。

2. `ECDH_compute_key()`：该函数也可以计算 ECDH 共享密钥，并将结果存储在指定的缓冲区中。该函数的参数包括：

- `out`：指向输出缓冲区的指针。
- `outlen`：输出缓冲区的长度。
- `pub_key`：对方公钥的 `EC_POINT` 对象。
- `ecdh`：己方的 `EC_KEY` 对象。
- `kdf`：指定密钥派生函数，可以为 `NULL`。

这两个函数的主要区别在于 `EC_KEY_compute_key()` 函数需要指定己方的 `EC_KEY` 对象，而 `ECDH_compute_key()` 函数需要通过一个 `EVP_PKEY` 对象来传递己方的公钥。另外，`ECDH_compute_key()` 函数还可以支持其他类型的密钥交换算法，例如 DH 算法。

相关问题

SM2 ECDH算法生成共享密钥C++代码示例

以下是SM2 ECDH算法生成共享密钥的C++代码示例：

#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/ecdh.h>
#include <openssl/err.h>

void generate_SM2_ECDH_key(EC_KEY **ec_key)
{
    // Generate an EC key using the SM2 curve
    *ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_sm2);

    if (*ec_key == NULL)
    {
        // Handle error
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        return;
    }

    // Generate the public and private keys
    if (!EC_KEY_generate_key(*ec_key))
    {
        // Handle error
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        EC_KEY_free(*ec_key);
        *ec_key = NULL;
        return;
    }
}

EC_KEY *load_SM2_ECDH_public_key(const char *public_key_file)
{
    // Load the public key from file
    BIO *bio = BIO_new(BIO_s_file());
    if (BIO_read_filename(bio, public_key_file) <= 0)
    {
        // Handle error
        BIO_free_all(bio);
        return NULL;
    }

    EC_KEY *ec_key = PEM_read_bio_EC_PUBKEY(bio, NULL, NULL, NULL);

    if (ec_key == NULL)
    {
        // Handle error
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        BIO_free_all(bio);
        return NULL;
    }

    BIO_free_all(bio);

    return ec_key;
}

int generate_SM2_ECDH_shared_key(const EC_KEY *priv_key, const EC_KEY *pub_key, unsigned char *shared_key, size_t *shared_key_len)
{
    // Create a new ECDH context
    ECDH_CTX *ctx = ECDH_CTX_new(priv_key);

    if (ctx == NULL)
    {
        // Handle error
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        return 0;
    }

    // Compute the shared key
    int result = ECDH_compute_key(shared_key, *shared_key_len, EC_KEY_get0_public_key(pub_key), ctx);

    if (result <= 0)
    {
        // Handle error
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        ECDH_CTX_free(ctx);
        return 0;
    }

    *shared_key_len = result;

    // Clean up
    ECDH_CTX_free(ctx);

    return 1;
}

int main()
{
    // Generate a new key pair
    EC_KEY *priv_key = NULL;
    generate_SM2_ECDH_key(&priv_key);

    // Load the public key of the other party
    EC_KEY *pub_key = load_SM2_ECDH_public_key("other_party_public_key.pem");

    if (pub_key == NULL)
    {
        // Handle error
        EC_KEY_free(priv_key);
        return 1;
    }

    // Allocate memory for the shared key
    size_t shared_key_len = EC_GROUP_get_degree(EC_KEY_get0_group(priv_key)) / 8 + 1;
    unsigned char *shared_key = (unsigned char *)malloc(shared_key_len);

    if (shared_key == NULL)
    {
        // Handle error
        EC_KEY_free(priv_key);
        EC_KEY_free(pub_key);
        return 1;
    }

    // Generate the shared key
    if (!generate_SM2_ECDH_shared_key(priv_key, pub_key, shared_key, &shared_key_len))
    {
        // Handle error
        free(shared_key);
        EC_KEY_free(priv_key);
        EC_KEY_free(pub_key);
        return 1;
    }

    // Print the shared key
    for (size_t i = 0; i < shared_key_len; i++)
    {
        printf("%02X", shared_key[i]);
    }
    printf("\n");

    // Clean up
    free(shared_key);
    EC_KEY_free(priv_key);
    EC_KEY_free(pub_key);

    return 0;
}

上述代码中，`generate_SM2_ECDH_key()`函数用于生成SM2 ECDH密钥对，`load_SM2_ECDH_public_key()`函数用于从文件中加载SM2 ECDH公钥，`generate_SM2_ECDH_shared_key()`函数用于生成共享密钥。在`main()`函数中，首先生成一个密钥对，然后从文件中加载另一方的公钥，最后生成共享密钥并打印输出。需要注意的是，这里生成的共享密钥是一个二进制数据，输出时需要将其转换为十六进制字符串。

C++ OPENSSL ECDH 举例

在C++中，OpenSSL是一个流行的开源库，用于实现安全通信协议，包括加密、解密和证书管理等功能。ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman) 是一种非对称加密算法，它利用椭圆曲线数学来协商共享密钥，常用于安全的密钥交换。

举个简单的例子：

#include <openssl/ecdh.h>
#include <openssl/buffer.h>
#include <openssl/err.h>

// 初始化EC上下文
BIGNUM* pub_key = BN_new();
BIGNUM* priv_key = BN_new();
EC_KEY* ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_X9_62_prime256v1); // 使用P-256曲线

// 加载私钥（假设已从文件或其他安全源获取）
if (!BN_read_file(priv_key, "private.pem", BN_FILETYPE_PEM)) {
    // 错误处理
}

// 设置EC上下文的私钥
EC_KEY_set_private_key(ec_key, priv_key);

// 获取公钥并将其转换为DER编码的字节字符串
EC_POINT* point = EC_KEY_get0_public_key(ec_key);
unsigned char* der_pub = i2d_ECPrivateKey(point, NULL);
size_t der_len = strlen((char*)der_pub);

// 创建一个新的临时上下文，用于接收对方的公钥
EC_KEY* temp_key = EC_KEY_new();
i2d_ECPrivateKey(temp_key, &der_len, der_pub);

// 调用EC_DH_compute_key()函数，生成共享密钥
BIGNUM* shared_secret = ECDSA_generate_key_pair(NULL, temp_key)[1];
EVP_PKEY_free(temp_key);

// 现在shared_secret包含了通过ECDH协商得到的密钥

// ...后续可以使用这个共享秘钥进行安全的通信

// 清理资源
EC_KEY_free(ec_key);
BN_free(pub_key);
BN_free(priv_key);
OPENSSL_cleanup();