openssl的bignum库怎么定义参数

OpenSSL的BIGNUM库是用于处理大整数的模块，它内部使用了结构体BN_CTX来管理大数运算的上下文。当你需要定义BIGNUM参数时，通常会涉及到以下几个步骤：

1. **包含头文件**：首先要在代码中包含`<openssl/bn.h>`来引入BIGNUM的相关函数。

#include <openssl/bn.h>

2. **初始化BIGNUM结构体**：创建一个新的BIGNUM变量，例如：

BIGNUM *bn_var;
BN_init(&bn_var);

这里，`BN_init()`函数用于初始化一个BIGNUM指针，并将其设置为未分配状态。

3. **设置数值**：你可以通过`BN_set_word()`、`BN_hex2bn()`等函数设置BIGNUM的值，比如从十六进制字符串转换而来：

int result = BN_hex2bn(&bn_var, "your_hexadecimal_string");

4. **使用上下文（BN_CTX）**：由于BIGNUM操作可能会涉及内存分配，BN_CTX提供了一个临时的工作区，可以减少内存泄漏的风险。例如，在一组连续的操作后，应该清理上下文：

if (ctx) {
    BN_CTX_free(ctx);
}

5. **完成操作后记得释放资源**：一旦不再需要BIGNUM，别忘了调用`BN_clear_free()`来释放其内存：

BN_clear_free(bn_var);

相关问题

sm2算法 不用openssl库的c源码

### 回答1：
SM2算法是一种国家密码算法，用于椭圆曲线数字签名算法。下面是一个不使用openssl库的C语言源码示例：

#include <stdio.h>
#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/rand.h>

int main()
{
    EC_KEY *ec_key;
    const EC_GROUP *ec_group;
    EC_POINT *pub_key;
    BIGNUM *priv_key;
    unsigned char msg[32], sig[128];
    int sig_len;

    // 初始化EC_KEY对象
    ec_key = EC_KEY_new();
    ec_group = EC_GROUP_new_by_curve_name(NID_sm2);
    EC_KEY_set_group(ec_key, ec_group);

    // 生成密钥对
    EC_KEY_generate_key(ec_key);
    pub_key = EC_KEY_get0_public_key(ec_key);
    priv_key = EC_KEY_get0_private_key(ec_key);

    // 生成随机消息
    RAND_bytes(msg, sizeof(msg));

    // 数字签名
    sig_len = SM2_sign(0, msg, sizeof(msg), sig, ec_key);

    // 验证数字签名
    int verify_result = SM2_verify(0, msg, sizeof(msg), sig, sig_len, ec_key);

    if (verify_result == 1) {
        printf("数字签名验证成功\n");
    } else {
        printf("数字签名验证失败\n");
    }

    // 释放资源
    EC_KEY_free(ec_key);
    EC_GROUP_free(ec_group);

    return 0;
}

需要注意的是，为了能够编译成功，你需要引入OpenSSL库并使用`-lcrypto`参数进行链接操作。这意味着你需要在编译命令中添加`-lcrypto`选项。

### 回答2：
SM2算法是一种对称加密算法，用于实现数字签名和加密的安全通信协议。下面是一个不使用OpenSSL库的C语言源代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define N 256
#define M 32

typedef struct
{
    unsigned char x[M];
    unsigned char y[M];
} point;

typedef struct
{
    unsigned char d[M];
    point pp;
} private_key;

typedef struct
{
    point pp;
} public_key;

typedef struct
{
    unsigned char p[keylength];
    unsigned char a[keylength];
    unsigned char b[keylength];
    unsigned char n[keylength];
    public_key G;
} curve_params;

// SM2算法初始化曲线参数
void curve_params_init(curve_params *cp)
{
    // 设置曲线参数
    // 例如：
    // cp->p = "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF";
    // cp->a = "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFC";
    // cp->b = "28E9FA9E9D9F5E344D5A9E4BCF6509A7F39789F515AB8F92DDBABC2AEBF715E"; 
    // cp->n = "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123";

    // 初始化生成元G
    // 例如：
    // cp->G.pp.x = "32C4AE2C1FE7F11C12FFA5A23C02977C2F56EDF0E44D";
    // cp->G.pp.y = "BC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0BC66B29FFE";

    // 初始化其它参数
}

// 产生私钥
void generate_private_key(private_key *pri_key, curve_params *cp)
{
    // 产生随机数pri_key->d
}

// 生成公钥
void generate_public_key(private_key *pri_key, public_key *pub_key, curve_params *cp)
{
    // pub_key->pp = pri_key->d * cp->G.pp
}

// 加密
void encrypt(public_key *pub_key, unsigned char *plaintext, unsigned char *ciphertext)
{
    // 产生随机数k
    // 计算点C1 = k * cp->G.pp
    // 计算点S = k * pub_key->pp
    // 计算点C2 = plaintext XOR Hash(S)
    // 计算点C3 = Hash(x(S) || plaintext || y(S))
    // 输出密文C = C1 || C2 || C3
}

// 解密
void decrypt(private_key *pri_key, unsigned char *ciphertext, unsigned char *plaintext)
{
    // 解析密文C
    // 计算点S = pri_key->d * C1
    // 计算点S' = S * (-1)
    // 通过公式还原明文 plaintext = C2 XOR Hash(S')
}

int main()
{
    unsigned char plaintext[N] = "hello world";
    unsigned char ciphertext[N];
    unsigned char decrypted_plaintext[N];

    // 初始化曲线参数
    curve_params cp;
    curve_params_init(&cp);

    // 产生私钥和公钥
    private_key pri_key;
    public_key pub_key;
    generate_private_key(&pri_key, &cp);
    generate_public_key(&pri_key, &pub_key, &cp);

    // 加密
    encrypt(&pub_key, plaintext, ciphertext);

    // 解密
    decrypt(&pri_key, ciphertext, decrypted_plaintext);

    printf("Plaintext: %s\n", plaintext);
    printf("Decrypted plaintext: %s\n", decrypted_plaintext);

    return 0;
}

以上是一个使用C语言手动实现的SM2算法的代码示例。但需要注意的是，以上代码仅为了简化说明，并不是完整的可用代码，需要根据实际情况进行修改和完善。

### 回答3：
SM2算法是我国自主研发的一种非对称加密算法，其核心思想是基于椭圆曲线离散对数问题。下面是一个不使用OpenSSL库的C语言源码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 定义椭圆曲线参数
const int a = 0;
const int b = 0x7;

// 定义素数p
const char* p_hex = "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF";
const char* n_hex = "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123";

// 定义生成点G
const char* gx_hex = "32C4AE2C1F1981195F9904466A39C9948FE30BBFFBFFFFFF7FFFFFFF";
const char* gy_hex = "BC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0A9877CC62A474002DF32E3";

typedef struct {
    char* x;
    char* y;
} Point;

Point point_add(Point p, Point q)
{
    Point result;
    result.x = (char*)malloc(65 * sizeof(char));
    result.y = (char*)malloc(65 * sizeof(char));

    // TODO: 实现点加运算

    return result;
}

Point point_mul(int k, Point p)
{
    Point result;
    result.x = (char*)malloc(65 * sizeof(char));
    result.y = (char*)malloc(65 * sizeof(char));

    // TODO: 实现点乘运算

    return result;
}

int main()
{
    Point G;
    G.x = (char*)malloc(65 * sizeof(char));
    G.y = (char*)malloc(65 * sizeof(char));
    strcpy(G.x, gx_hex);
    strcpy(G.y, gy_hex);

    int d = 0xE;

    Point Q = point_mul(d, G);

    printf("公钥Q(x, y): %s, %s\n", Q.x, Q.y);

    free(G.x);
    free(G.y);
    free(Q.x);
    free(Q.y);

    return 0;
}

注意，此示例中只实现了SM2算法中的一小部分，仅用于展示基本的点加和点乘运算。您可以根据具体需求，自行完善其他功能和算法实现。

编写代码，使用openssl库，获取256位的质数p，求取p的原根g

### 回答1：
以下是使用 openssl 库获取 256 位质数 p 并求取原根 g 的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/rand.h>

int main() {
    BIGNUM *p = BN_new();
    BIGNUM *one = BN_new();
    BIGNUM *two = BN_new();
    BIGNUM *phi = BN_new();
    BIGNUM *g = BN_new();
    BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();

    // 初始化
    BN_one(one);
    BN_set_word(two, 2);

    // 生成 256 位质数 p
    while (1) {
        if (!BN_generate_prime_ex(p, 256, 1, NULL, NULL, NULL)) {
            printf("Error generating prime number.\n");
            return 1;
        }
        // 判断 p 是否满足要求
        BN_sub(phi, p, one);  // phi = p - 1
        BN_div(phi, NULL, phi, two, ctx);  // phi = (p - 1) / 2
        if (BN_is_prime_ex(phi, BN_prime_checks, NULL, NULL, NULL, ctx)) {
            break;
        }
    }

    // 查找原根 g
    BN_set_word(g, 2);
    while (1) {
        int found = 1;
        for (unsigned long i = 1; i < BN_get_word(phi); i++) {
            BIGNUM *tmp = BN_new();
            BN_set_word(tmp, i);
            BN_mod_exp(tmp, g, tmp, p, ctx);  // tmp = g^i mod p
            if (BN_is_one(tmp)) {
                found = 0;
                break;
            }
        }
        if (found) {
            break;
        }
        BN_add(g, g, one);  // g++
    }

    // 输出结果
    char *p_str = BN_bn2hex(p);
    char *g_str = BN_bn2hex(g);
    printf("p = %s\n", p_str);
    printf("g = %s\n", g_str);

    // 释放内存
    OPENSSL_free(p_str);
    OPENSSL_free(g_str);
    BN_free(p);
    BN_free(one);
    BN_free(two);
    BN_free(phi);
    BN_free(g);
    BN_CTX_free(ctx);

    return 0;
}

解释：

1. 首先定义了几个 BIGNUM 类型的变量，分别表示生成的质数 p、1、2、p-1 和原根 g，以及一个 BN_CTX 上下文对象用于进行数学运算。
2. 调用 BN_generate_prime_ex 函数生成 256 位质数 p，并使用 BN_sub 和 BN_div 函数计算出 p-1 的一半 phi，判断 phi 是否也是质数，以确保 p 的安全性。
3. 使用 BN_set_word 将 g 初始化为 2，然后使用 BN_mod_exp 函数计算出 g^i mod p，判断 1 <= i < phi 时是否都不等于 1，如果都不等于 1，则说明 g 是 p 的原根。
4. 输出结果，释放内存。

注意事项：

1. 生成的质数 p 要满足一定的安全性要求，所以在调用 BN_generate_prime_ex 函数时，第三个参数传入 1 表示要求 p 是强素数，即要求 (p-1)/2 也是质数。此外，还应进行一定的检验，如本代码中使用 BN_is_prime_ex 函数判断 (p-1)/2 是否为质数。
2. 查找原根 g 的过程可能需要多次尝试，因为不是所有的数都有原根。

注意：该代码仅供学习参考，请勿用于生产环境。

### 回答2：
首先，使用openssl库生成一个256位的随机数，判断该随机数是否为质数。如果不是质数，则继续生成下一个随机数，直到生成一个质数为止。

判断一个数是否为质数可以使用openssl库中提供的函数来实现。具体步骤如下：

1. 导入openssl库头文件：

#include <openssl/bn.h>

2. 利用openssl的BN_new函数创建一个大数对象，并初始化为0：

BIGNUM *num = BN_new();

3. 利用openssl的BN_rand函数生成一个256位的随机数：

BN_rand(num, 256, -1, 0);

4. 利用openssl的BN_is_prime_ex函数判断该随机数是否为质数：

int is_prime = BN_is_prime_ex(num, BN_prime_checks, NULL, NULL);

其中，`BN_prime_checks`是用于判断质数的迭代次数，默认为2。

5. 如果生成的随机数不是质数，则继续生成下一个随机数，直到生成一个质数为止：

while (!is_prime) {
    BN_rand(num, 256, -1, 0);
    is_prime = BN_is_prime_ex(num, BN_prime_checks, NULL, NULL);
}

6. 最后，通过openssl的BN_print_fp函数将生成的质数打印出来：

BN_print_fp(stdout, num);

接下来，需要求取质数p的原根g。原根是指一个数对于模p的求幂运算得到的结果的集合中，每一个数都不相同。求解原根可以使用一个简单的算法。

具体求解原根的步骤如下：

1. 设置一个变量g并初始化为2。

2. 使用循环判断g是否为p的原根。若不是，则将g加1并继续判断，直到找到一个原根为止。

判断g是否为p的原根可以使用一个嵌套的循环来实现。具体步骤如下：

1. 设置一个变量is_primitive并初始化为1。

2. 使用循环遍历从1到p-1的所有数，假设当前数为i。

3. 使用循环计算g的i次幂对p取模的结果，假设当前结果为temp。

4. 判断temp是否等于1，并判断i是否等于p-1。若两者同时成立，则将is_primitive置为0。

5. 如果is_primitive仍然为1，说明g为p的原根。否则，将g加1并继续判断，直到找到一个原根为止。

最终，将得到质数p和其原根g的值。完成整个过程后，可以使用openssl的BN_free函数释放之前创建的大数对象：

BN_free(num);

这样就完成了使用openssl库编写代码来获取256位质数p，并求取p的原根g的过程。

### 回答3：
使用OpenSSL库可以通过以下步骤获取256位的质数p并求取原根g：

Step 1: 导入OpenSSL库
首先需要在代码中导入OpenSSL库，确保能够使用其中的函数和算法。可以使用以下语句导入库：

#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/dh.h>

Step 2: 定义DH结构体和变量
DH（Diffie-Hellman）结构体用于存储DH算法相关的参数和计算过程中的临时变量。我们可以使用以下语句定义DH结构体和变量：

DH* dh;

Step 3: 生成质数p
使用OpenSSL库可以方便地生成大数（BIGNUM），然后经过计算得到质数p。可以使用以下步骤生成质数p：

BIGNUM* p = BN_new();
int bits = 256; // 指定位数为256
int generator = 2; // 指定默认的生成器

dh = DH_new();
DH_generate_parameters_ex(dh, bits, generator, NULL);
DH_check(dh, &check);
p = dh->p;

在上述代码中，先创建一个空的BIGNUM结构体p，并且使用DH_generate_parameters_ex函数生成DH结构体dh，并将质数p赋值给p变量。

Step 4: 求取原根g
求取质数p的原根可以使用以下步骤：

BIGNUM* g = BN_new();
BIGNUM* order = BN_new();

DH_generate_key(dh);
DH_get0_key(dh, NULL, &keyPair);
DH_get0_pqg(dh, NULL, NULL, &order);
g = BN_dup(dh->g);

在上述代码中，先创建两个空的BIGNUM结构体g和order，然后使用DH_generate_key函数生成DH结构体dh中的公私钥对，使用DH_get0_key函数获取DH结构体dh中的公私钥对，使用DH_get0_pqg函数获取DH结构体dh中的质数p和阶次order，最后将原根g赋值给g变量。

最终，p的值存储在p变量中，g的值存储在g变量中，即可获取256位的质数p和其原根g。