写一个简单的C语言程序用RSA实现以数字信封的形式对明文文件进行加密。要求如下: 1、 发送方利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥 2、 用接收方的公钥对会话密钥加密 3、 用会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt(文件大于1KB)进行加密,结果存于密文文件c_text.txt 4、 接收方利用私钥解密会话密钥,然后用会话密钥对密文文件解密,结果存于明文文件p1_text.txt,最后对比p_text.txt和p1_text.txt

时间: 2024-03-10 21:50:52 浏览: 170
由于RSA算法的实现比较复杂,我提供一个简化版的代码,仅供参考。需要注意的是,本代码仅用于演示RSA加密和解密的基本流程,安全性和实用性有待进一步提升。 ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <time.h> #include <math.h> #include <openssl/rsa.h> #include <openssl/pem.h> #define KEY_LENGTH 2048 #define PUB_KEY_FILE "pubkey.pem" #define PRI_KEY_FILE "prikey.pem" #define BLOCK_SIZE 16 /* 生成会话密钥 */ void gen_session_key(unsigned char *key, size_t key_len) { srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < key_len; i++) { key[i] = rand() % 256; } } /* 使用公钥加密会话密钥 */ int rsa_encrypt_session_key(unsigned char *session_key, size_t session_key_len, unsigned char *encrypted_key, size_t *encrypted_key_len) { RSA *rsa = NULL; FILE *fp = NULL; int ret = -1; fp = fopen(PUB_KEY_FILE, "rb"); if (!fp) { printf("Error: cannot open public key file.\n"); return -1; } rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL); if (!rsa) { printf("Error: cannot read public key.\n"); fclose(fp); return -1; } *encrypted_key_len = RSA_public_encrypt(session_key_len, session_key, encrypted_key, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); if (*encrypted_key_len == -1) { printf("Error: RSA encryption failed.\n"); RSA_free(rsa); fclose(fp); return -1; } RSA_free(rsa); fclose(fp); return 0; } /* 使用私钥解密会话密钥 */ int rsa_decrypt_session_key(unsigned char *encrypted_key, size_t encrypted_key_len, unsigned char *session_key, size_t *session_key_len) { RSA *rsa = NULL; FILE *fp = NULL; int ret = -1; fp = fopen(PRI_KEY_FILE, "rb"); if (!fp) { printf("Error: cannot open private key file.\n"); return -1; } rsa = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL); if (!rsa) { printf("Error: cannot read private key.\n"); fclose(fp); return -1; } *session_key_len = RSA_private_decrypt(encrypted_key_len, encrypted_key, session_key, rsa, RSA_PKCS1_PADDING); if (*session_key_len == -1) { printf("Error: RSA decryption failed.\n"); RSA_free(rsa); fclose(fp); return -1; } RSA_free(rsa); fclose(fp); return 0; } /* 使用会话密钥对明文文件进行加密 */ int ofb_encrypt_file(unsigned char *session_key, size_t session_key_len, char *plain_file, char *cipher_file) { FILE *fp_plain = NULL; FILE *fp_cipher = NULL; unsigned char iv[BLOCK_SIZE] = {0}; unsigned char block[BLOCK_SIZE] = {0}; unsigned char encrypted_block[BLOCK_SIZE] = {0}; int read_len = 0; int total_len = 0; int ret = -1; fp_plain = fopen(plain_file, "rb"); if (!fp_plain) { printf("Error: cannot open plain file.\n"); return -1; } fp_cipher = fopen(cipher_file, "wb"); if (!fp_cipher) { printf("Error: cannot open cipher file.\n"); fclose(fp_plain); return -1; } /* 生成初始向量 */ srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { iv[i] = rand() % 256; } /* 写入初始向量 */ fwrite(iv, sizeof(unsigned char), BLOCK_SIZE, fp_cipher); /* 加密明文文件 */ while ((read_len = fread(block, sizeof(unsigned char), BLOCK_SIZE, fp_plain)) > 0) { for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { block[i] ^= iv[i]; } AES_encrypt(block, encrypted_block, session_key); fwrite(encrypted_block, sizeof(unsigned char), BLOCK_SIZE, fp_cipher); memcpy(iv, encrypted_block, BLOCK_SIZE); total_len += read_len; } printf("Total plain text length: %d bytes.\n", total_len); fclose(fp_plain); fclose(fp_cipher); return 0; } /* 使用会话密钥对密文文件进行解密 */ int ofb_decrypt_file(unsigned char *session_key, size_t session_key_len, char *cipher_file, char *plain_file) { FILE *fp_plain = NULL; FILE *fp_cipher = NULL; unsigned char iv[BLOCK_SIZE] = {0}; unsigned char block[BLOCK_SIZE] = {0}; unsigned char decrypted_block[BLOCK_SIZE] = {0}; int read_len = 0; int total_len = 0; int ret = -1; fp_cipher = fopen(cipher_file, "rb"); if (!fp_cipher) { printf("Error: cannot open cipher file.\n"); return -1; } fp_plain = fopen(plain_file, "wb"); if (!fp_plain) { printf("Error: cannot open plain file.\n"); fclose(fp_cipher); return -1; } /* 读取初始向量 */ fread(iv, sizeof(unsigned char), BLOCK_SIZE, fp_cipher); /* 解密密文文件 */ while ((read_len = fread(block, sizeof(unsigned char), BLOCK_SIZE, fp_cipher)) > 0) { AES_decrypt(block, decrypted_block, session_key); for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) { decrypted_block[i] ^= iv[i]; } fwrite(decrypted_block, sizeof(unsigned char), read_len, fp_plain); memcpy(iv, block, BLOCK_SIZE); total_len += read_len; } printf("Total cipher text length: %d bytes.\n", total_len); fclose(fp_plain); fclose(fp_cipher); return 0; } int main() { unsigned char session_key[KEY_LENGTH/8] = {0}; unsigned char encrypted_key[KEY_LENGTH/8] = {0}; size_t encrypted_key_len = 0; unsigned char decrypted_key[KEY_LENGTH/8] = {0}; size_t decrypted_key_len = 0; int ret = -1; /* 生成会话密钥 */ gen_session_key(session_key, sizeof(session_key)); /* 使用公钥加密会话密钥 */ ret = rsa_encrypt_session_key(session_key, sizeof(session_key), encrypted_key, &encrypted_key_len); if (ret != 0) { printf("Error: RSA encryption failed.\n"); return -1; } /* 使用私钥解密会话密钥 */ ret = rsa_decrypt_session_key(encrypted_key, encrypted_key_len, decrypted_key, &decrypted_key_len); if (ret != 0) { printf("Error: RSA decryption failed.\n"); return -1; } /* 对明文文件进行加密 */ ret = ofb_encrypt_file(session_key, sizeof(session_key), "p_text.txt", "c_text.txt"); if (ret != 0) { printf("Error: OFB encryption failed.\n"); return -1; } /* 对密文文件进行解密 */ ret = ofb_decrypt_file(decrypted_key, decrypted_key_len, "c_text.txt", "p1_text.txt"); if (ret != 0) { printf("Error: OFB decryption failed.\n"); return -1; } /* 对比明文和解密后的明文 */ ret = system("diff p_text.txt p1_text.txt"); if (ret != 0) { printf("Error: decryption result is not correct.\n"); return -1; } printf("RSA encryption and decryption succeeded.\n"); return 0; } ``` 需要注意的是,本代码使用了OpenSSL库来实现RSA加密和解密,需要在编译时链接该库,命令如下: ``` gcc -o rsa_encrypt rsa_encrypt.c -lcrypto -lssl ``` 其中,`-lcrypto`和`-lssl`分别表示链接`libcrypto`和`libssl`库。 同时,本代码使用了AES算法以OFB模式对明文文件进行加密和解密,需要在编译时链接该库,命令如下: ``` gcc -o ofb_encrypt ofb_encrypt.c -lcrypto -lssl gcc -o ofb_decrypt ofb_decrypt.c -lcrypto -lssl ``` 其中,`ofb_encrypt`和`ofb_decrypt`分别表示加密和解密程序的名称。
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