c++ openssl 使用ECC算法对大文件进行非对称加密和解密示例代码

以下是使用 OpenSSL 库对大文件进行 ECC 算法的非对称加密和解密的示例代码：

#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/ecdsa.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

// 加密函数
int ecc_encrypt(unsigned char* plaintext, int plaintext_len, unsigned char* ciphertext, int* ciphertext_len, EC_KEY* ec_key)
{
    EVP_PKEY* pkey = EVP_PKEY_new();
    EVP_PKEY_set1_EC_KEY(pkey, ec_key);

    EVP_PKEY_CTX* ctx = EVP_PKEY_CTX_new(pkey, nullptr);
    if (ctx == nullptr) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_new() failed" << endl;
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_encrypt_init(ctx) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_encrypt_init() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding(ctx, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_oaep_md(ctx, EVP_sha256()) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_set_rsa_oaep_md() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_encrypt(ctx, ciphertext, ciphertext_len, plaintext, plaintext_len) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_encrypt() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    EVP_PKEY_free(pkey);

    return 0;
}

// 解密函数
int ecc_decrypt(unsigned char* ciphertext, int ciphertext_len, unsigned char* plaintext, int* plaintext_len, EC_KEY* ec_key)
{
    EVP_PKEY* pkey = EVP_PKEY_new();
    EVP_PKEY_set1_EC_KEY(pkey, ec_key);

    EVP_PKEY_CTX* ctx = EVP_PKEY_CTX_new(pkey, nullptr);
    if (ctx == nullptr) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_new() failed" << endl;
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_decrypt_init(ctx) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_decrypt_init() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding(ctx, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_oaep_md(ctx, EVP_sha256()) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_CTX_set_rsa_oaep_md() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    if (EVP_PKEY_decrypt(ctx, plaintext, plaintext_len, ciphertext, ciphertext_len) <= 0) {
        cerr << "Error: EVP_PKEY_decrypt() failed" << endl;
        EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
        return -1;
    }

    EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    EVP_PKEY_free(pkey);

    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 生成 ECC 密钥对
    EC_KEY* ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_secp384r1);
    if (ec_key == nullptr) {
        cerr << "Error: EC_KEY_new_by_curve_name() failed" << endl;
        return -1;
    }

    if (EC_KEY_generate_key(ec_key) <= 0) {
        cerr << "Error: EC_KEY_generate_key() failed" << endl;
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    // 打开需要加密的文件
    ifstream fin("plaintext.txt", ios::binary);
    if (!fin) {
        cerr << "Error: cannot open file" << endl;
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    // 计算需要加密的文件的长度
    fin.seekg(0, ios::end);
    int plaintext_len = fin.tellg();
    fin.seekg(0, ios::beg);

    // 读入需要加密的文件
    unsigned char* plaintext = new unsigned char[plaintext_len];
    fin.read((char*)plaintext, plaintext_len);
    fin.close();

    // 计算加密后的文件的长度
    int ciphertext_len = EC_GROUP_get_degree(EC_KEY_get0_group(ec_key)) / 8 + 1 + plaintext_len + EVP_MD_size(EVP_sha256());
    unsigned char* ciphertext = new unsigned char[ciphertext_len];

    // 加密
    int ret = ecc_encrypt(plaintext, plaintext_len, ciphertext, &ciphertext_len, ec_key);
    if (ret != 0) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        delete[] plaintext;
        delete[] ciphertext;
        return -1;
    }

    // 将加密后的文件写入磁盘
    ofstream fout("ciphertext.bin", ios::binary);
    if (!fout) {
        cerr << "Error: cannot open file" << endl;
        EC_KEY_free(ec_key);
        delete[] plaintext;
        delete[] ciphertext;
        return -1;
    }
    fout.write((char*)ciphertext, ciphertext_len);
    fout.close();

    // 打开需要解密的文件
    fin.open("ciphertext.bin", ios::binary);
    if (!fin) {
        cerr << "Error: cannot open file" << endl;
        EC_KEY_free(ec_key);
        delete[] plaintext;
        delete[] ciphertext;
        return -1;
    }

    // 计算需要解密的文件的长度
    fin.seekg(0, ios::end);
    ciphertext_len = fin.tellg();
    fin.seekg(0, ios::beg);

    // 读入需要解密的文件
    ciphertext = new unsigned char[ciphertext_len];
    fin.read((char*)ciphertext, ciphertext_len);
    fin.close();

    // 计算解密后的文件的长度
    plaintext_len = ciphertext_len - EC_GROUP_get_degree(EC_KEY_get0_group(ec_key)) / 8 - 1 - EVP_MD_size(EVP_sha256());
    plaintext = new unsigned char[plaintext_len];

    // 解密
    ret = ecc_decrypt(ciphertext, ciphertext_len, plaintext, &plaintext_len, ec_key);
    if (ret != 0) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        delete[] plaintext;
        delete[] ciphertext;
        return -1;
    }

    // 将解密后的文件写入磁盘
    fout.open("decrypted.txt", ios::binary);
    if (!fout) {
        cerr << "Error: cannot open file" << endl;
        EC_KEY_free(ec_key);
        delete[] plaintext;
        delete[] ciphertext;
        return -1;
    }
    fout.write((char*)plaintext, plaintext_len);
    fout.close();

    EC_KEY_free(ec_key);
    delete[] plaintext;
    delete[] ciphertext;

    return 0;
}

这个示例代码使用了 OpenSSL 库提供的 EVP 接口进行 ECC 算法的加密和解密。其中，`ecc_encrypt` 函数使用 ECC 密钥对对明文进行加密，`ecc_decrypt` 函数使用 ECC 密钥对对密文进行解密。在主函数中，首先生成一个 ECC 密钥对，然后读入需要加密的文件，计算加密后的文件的长度，进行加密，并将加密后的文件写入磁盘。接着，读入需要解密的文件，计算解密后的文件的长度，进行解密，并将解密后的文件写入磁盘。注意，在实际应用中，需要保证密文的安全性，可以使用对称加密算法对密文进行进一步的保护。