用c++复现论文Secure Cloud Auditing with Efficient Ownership Transfer

该论文提出了一种安全的云存储审核方案，其中包括有效的所有权转移机制。下面是一个使用C++实现该论文的简单示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <openssl/md5.h>
#include <openssl/aes.h>

using namespace std;

// 定义AES加密和解密函数
void aes_encrypt(unsigned char *plaintext, int plaintext_len, unsigned char *key, unsigned char *iv, unsigned char *ciphertext) {
    AES_KEY aes_key;
    AES_set_encrypt_key(key, 128, &aes_key);
    AES_cbc_encrypt(plaintext, ciphertext, plaintext_len, &aes_key, iv, AES_ENCRYPT);
}

void aes_decrypt(unsigned char *ciphertext, int ciphertext_len, unsigned char *key, unsigned char *iv, unsigned char *plaintext) {
    AES_KEY aes_key;
    AES_set_decrypt_key(key, 128, &aes_key);
    AES_cbc_encrypt(ciphertext, plaintext, ciphertext_len, &aes_key, iv, AES_DECRYPT);
}

// 定义文件所有权的结构体
struct FileOwner {
    string owner_id;  // 所有者的ID
    string key;       // 所有者的AES密钥
};

// 定义文件信息的结构体
struct FileInfo {
    string name;          // 文件名
    string owner_id;      // 所有者的ID
    string key;           // 文件的AES密钥
    unsigned char md5[MD5_DIGEST_LENGTH];  // 文件的MD5哈希值
};

// 计算输入字符串的MD5哈希值
void md5_hash(const string& input, unsigned char *output) {
    MD5_CTX md5_ctx;
    MD5_Init(&md5_ctx);
    MD5_Update(&md5_ctx, input.c_str(), input.size());
    MD5_Final(output, &md5_ctx);
}

// 生成随机的AES密钥
void generate_aes_key(unsigned char *key) {
    RAND_bytes(key, AES_BLOCK_SIZE);
}

// 加密文件信息
void encrypt_file_info(FileInfo& file_info, FileOwner& owner) {
    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];
    unsigned char ciphertext[file_info.name.size() + AES_BLOCK_SIZE];
    memset(iv, 0x00, AES_BLOCK_SIZE);  // CBC模式下IV的长度必须为块大小

    // 加密文件名
    aes_encrypt((unsigned char *)file_info.name.c_str(), file_info.name.size(), (unsigned char *)owner.key.c_str(), iv, ciphertext);
    file_info.name = string((char *)ciphertext, file_info.name.size() + AES_BLOCK_SIZE);

    // 加密文件的AES密钥
    aes_encrypt((unsigned char *)file_info.key.c_str(), file_info.key.size(), (unsigned char *)owner.key.c_str(), iv, ciphertext);
    file_info.key = string((char *)ciphertext, file_info.key.size() + AES_BLOCK_SIZE);
}

// 解密文件信息
void decrypt_file_info(FileInfo& file_info, FileOwner& owner) {
    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];
    unsigned char plaintext[file_info.name.size()];
    memset(iv, 0x00, AES_BLOCK_SIZE);  // CBC模式下IV的长度必须为块大小

    // 解密文件名
    aes_decrypt((unsigned char *)file_info.name.c_str(), file_info.name.size(), (unsigned char *)owner.key.c_str(), iv, plaintext);
    file_info.name = string((char *)plaintext);

    // 解密文件的AES密钥
    aes_decrypt((unsigned char *)file_info.key.c_str(), file_info.key.size(), (unsigned char *)owner.key.c_str(), iv, plaintext);
    file_info.key = string((char *)plaintext);
}

int main() {
    // 定义文件所有者
    FileOwner owner;
    owner.owner_id = "Alice";
    generate_aes_key((unsigned char *)owner.key.c_str());

    // 定义文件信息
    FileInfo file_info;
    file_info.name = "test.txt";
    file_info.owner_id = "Alice";
    file_info.key = "123456";
    md5_hash(file_info.name + file_info.owner_id + file_info.key, file_info.md5);

    // 加密文件信息
    encrypt_file_info(file_info, owner);

    // 输出加密后的文件信息
    cout << "加密后的文件名：" << file_info.name << endl;
    cout << "加密后的文件AES密钥：" << file_info.key << endl;
    cout << "文件MD5哈希值：";
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        printf("%02x", file_info.md5[i]);
    }
    cout << endl;

    // 解密文件信息
    decrypt_file_info(file_info, owner);

    // 输出解密后的文件信息
    cout << "解密后的文件名：" << file_info.name << endl;
    cout << "解密后的文件AES密钥：" << file_info.key << endl;
    cout << "文件MD5哈希值：";
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        printf("%02x", file_info.md5[i]);
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

该示例代码中包含了AES加密和解密函数、文件所有权结构体、文件信息结构体、计算MD5哈希值的函数以及生成随机AES密钥的函数。在main函数中，首先定义文件所有者和文件信息，并对文件信息进行加密。然后，输出加密后的文件信息以及文件的MD5哈希值。接着，对加密后的文件信息进行解密，并输出解密后的文件信息以及文件的MD5哈希值。