使用openssl库 实现CRT加速的RSA加密,并和普通的RSA加密比较,代码实现

时间: 2023-06-14 10:06:06 浏览: 80
RSA算法是一种非对称加密算法,其加密速度较慢,其中最耗时的操作是大数模幂运算,而CRT(中国剩余定理)可以加速RSA算法的运算,提高加密速度。在openssl库中,可以使用CRT加速RSA加密。 下面是使用openssl库实现CRT加速的RSA加密的代码实现: ```c #include <openssl/rsa.h> #include <openssl/pem.h> #include <openssl/bio.h> #include <openssl/err.h> #include <openssl/evp.h> // RSA加密函数 int rsa_encrypt(const unsigned char *data, int data_len, const char *pub_key_path, unsigned char *encrypted) { RSA *rsa = NULL; FILE *pub_fp = NULL; int result = -1; // 打开公钥文件 pub_fp = fopen(pub_key_path, "rb"); if (!pub_fp) { printf("Failed to open public key file!\n"); return -1; } // 读取公钥 rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(pub_fp, NULL, NULL, NULL); if (!rsa) { printf("Failed to read public key!\n"); goto cleanup; } // 加密数据 int ret = RSA_public_encrypt(data_len, data, encrypted, rsa, RSA_NO_PADDING); if (ret <= 0) { printf("Failed to encrypt data!\n"); goto cleanup; } result = ret; cleanup: if (rsa) { RSA_free(rsa); } if (pub_fp) { fclose(pub_fp); } return result; } // 使用CRT加速的RSA加密函数 int rsa_crt_encrypt(const unsigned char *data, int data_len, const char *pub_key_path, unsigned char *encrypted) { RSA *rsa = NULL; FILE *pub_fp = NULL; BN_CTX *ctx = NULL; BIGNUM *n = NULL, *e = NULL, *d = NULL, *p = NULL, *q = NULL, *dmp1 = NULL, *dmq1 = NULL, *iqmp = NULL; unsigned char *buf = NULL, *pbuf = NULL, *qbuf = NULL, *dbuf = NULL; int result = -1; // 打开公钥文件 pub_fp = fopen(pub_key_path, "rb"); if (!pub_fp) { printf("Failed to open public key file!\n"); return -1; } // 读取公钥 rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(pub_fp, NULL, NULL, NULL); if (!rsa) { printf("Failed to read public key!\n"); goto cleanup; } // 获取RSA参数 ctx = BN_CTX_new(); if (!ctx) { printf("Failed to create BN context!\n"); goto cleanup; } n = rsa->n; e = rsa->e; p = rsa->p; q = rsa->q; dmp1 = rsa->dmp1; dmq1 = rsa->dmq1; iqmp = rsa->iqmp; // 计算CRT参数 buf = (unsigned char *)malloc(RSA_size(rsa)); if (!buf) { printf("Failed to allocate memory!\n"); goto cleanup; } int ret = RSA_public_encrypt(1, (unsigned char *)"A", buf, rsa, RSA_NO_PADDING); if (ret <= 0) { printf("Failed to calculate CRT parameters!\n"); goto cleanup; } pbuf = buf + RSA_size(rsa) / 2; qbuf = buf; dbuf = (unsigned char *)malloc(RSA_size(rsa)); if (!dbuf) { printf("Failed to allocate memory!\n"); goto cleanup; } BN_bin2bn(pbuf, RSA_size(rsa) / 2, p); BN_bin2bn(qbuf, RSA_size(rsa) / 2, q); BN_mod(dmp1, d, p - 1, ctx); BN_mod(dmq1, d, q - 1, ctx); BN_mod_inverse(iqmp, q, p, ctx); // 加密数据 ret = RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(encrypted, RSA_size(rsa), data, data_len, NULL, 0); if (ret <= 0) { printf("Failed to padding data!\n"); goto cleanup; } ret = RSA_private_encrypt(RSA_size(rsa) / 2, encrypted, encrypted, rsa, RSA_NO_PADDING); if (ret <= 0) { printf("Failed to encrypt data!\n"); goto cleanup; } ret = RSA_private_encrypt(RSA_size(rsa) / 2, encrypted + RSA_size(rsa) / 2, encrypted + RSA_size(rsa) / 2, rsa, RSA_NO_PADDING); if (ret <= 0) { printf("Failed to encrypt data!\n"); goto cleanup; } result = RSA_size(rsa); cleanup: if (rsa) { RSA_free(rsa); } if (pub_fp) { fclose(pub_fp); } if (ctx) { BN_CTX_free(ctx); } if (buf) { free(buf); } if (dbuf) { free(dbuf); } return result; } ``` 以上代码中,`rsa_encrypt`函数实现了普通的RSA加密,`rsa_crt_encrypt`函数实现了使用CRT加速的RSA加密。 需要注意的是,在使用CRT加速的RSA加密中,需要计算CRT参数,因此需要进行额外的计算,这也是该算法的缺点之一。另外,还需要将数据分成两个部分进行加密,因此需要进行两次加密操作。 为了测试这两种加密方式的速度,可以使用以下代码进行测试: ```c int main() { const char *pub_key_path = "rsa_public.pem"; const char *data = "Hello, world!"; int data_len = strlen(data); unsigned char encrypted[4096]; int ret; // 测试普通的RSA加密 clock_t start = clock(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { ret = rsa_encrypt((unsigned char *)data, data_len, pub_key_path, encrypted); if (ret < 0) { printf("Failed to encrypt data!\n"); return -1; } } clock_t end = clock(); printf("RSA Encryption Time: %.2fms\n", (double)(end - start) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC / 10000); // 测试使用CRT加速的RSA加密 start = clock(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { ret = rsa_crt_encrypt((unsigned char *)data, data_len, pub_key_path, encrypted); if (ret < 0) { printf("Failed to encrypt data!\n"); return -1; } } end = clock(); printf("CRT RSA Encryption Time: %.2fms\n", (double)(end - start) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC / 10000); return 0; } ``` 可以通过测试结果比较两种加密方式的速度。

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