给我完成这个实验：一、实验目的 使用openssl编写RSA算法，了解公钥密码算法的实现过程。同时使用RSA完成签名验证功能。 二、实验环境 运行Windows 操作系统的PC机，编程语言是C语言，openssl密码库。 三、实验内容 （一）使用openssl编写RSA加解密算法。 使用openssl编写RSA签名验证算法。

好的，下面是具体实验步骤：

一、实验目的：

1、了解公钥密码算法的实现过程；
2、掌握openssl编写RSA算法的方法；
3、掌握使用RSA完成签名验证功能。

二、实验环境：

1、运行Windows操作系统的PC机；
2、编程语言是C语言；
3、openssl密码库。

三、实验内容：

（一）使用openssl编写RSA加解密算法。

1、安装openssl库

在Windows系统上使用openssl库需要先安装openssl库，具体安装方法可以参考网上教程。

2、生成RSA密钥对

在openssl中，使用以下命令生成RSA密钥对：

openssl genrsa -out private_key.pem 1024
openssl rsa -in private_key.pem -pubout -out public_key.pem

这将生成一个1024位的RSA密钥对，其中private_key.pem是私钥文件，public_key.pem是公钥文件。

3、使用RSA加解密算法

在C语言中使用openssl库进行RSA加解密的代码如下：

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h>

int main()
{
    RSA *rsa = NULL;
    FILE *fp = NULL;
    char *plain = "Hello World!";
    char *cipher = NULL;
    char *decrypted = NULL;
    int plain_len = strlen(plain);
    int cipher_len = 0;
    int decrypted_len = 0;

    // 从文件中读取公钥
    fp = fopen("public_key.pem", "r");
    rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 加密数据
    cipher = (char *)malloc(RSA_size(rsa));
    cipher_len = RSA_public_encrypt(plain_len, plain, cipher, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);

    // 从文件中读取私钥
    fp = fopen("private_key.pem", "r");
    rsa = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 解密数据
    decrypted = (char *)malloc(RSA_size(rsa));
    decrypted_len = RSA_private_decrypt(cipher_len, cipher, decrypted, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);

    // 输出解密后的数据
    printf("Decrypted: %s\n", decrypted);

    // 释放内存
    RSA_free(rsa);
    free(cipher);
    free(decrypted);

    return 0;
}

4、编译运行

使用以下命令编译上述代码：

gcc -o rsa rsa.c -lcrypto

运行生成的可执行文件：

./rsa

（二）使用openssl编写RSA签名验证算法。

1、使用RSA签名

在C语言中使用openssl库进行RSA签名的代码如下：

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h>

int main()
{
    RSA *rsa = NULL;
    FILE *fp = NULL;
    char *data = "Hello World!";
    char *signature = NULL;
    unsigned int signature_len = 0;
    int data_len = strlen(data);

    // 从文件中读取私钥
    fp = fopen("private_key.pem", "r");
    rsa = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 使用RSA签名
    signature = (char *)malloc(RSA_size(rsa));
    RSA_sign(NID_sha1, data, data_len, (unsigned char *)signature, &signature_len, rsa);

    // 输出签名结果
    printf("Signature: ");
    for (int i = 0; i < signature_len; i++)
    {
        printf("%02x", signature[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    RSA_free(rsa);
    free(signature);

    return 0;
}

2、使用RSA验证签名

在C语言中使用openssl库进行RSA验证签名的代码如下：

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h>

int main()
{
    RSA *rsa = NULL;
    FILE *fp = NULL;
    char *data = "Hello World!";
    char *signature = NULL;
    unsigned int signature_len = 0;
    int data_len = strlen(data);

    // 从文件中读取公钥
    fp = fopen("public_key.pem", "r");
    rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 使用RSA验证签名
    signature = (char *)malloc(RSA_size(rsa));
    fp = fopen("signature.bin", "rb");
    fread(signature, sizeof(char), RSA_size(rsa), fp);
    fclose(fp);
    int ret = RSA_verify(NID_sha1, data, data_len, (unsigned char *)signature, signature_len, rsa);
    if (ret == 1)
    {
        printf("Signature is valid.\n");
    }
    else
    {
        printf("Signature is invalid.\n");
    }

    // 释放内存
    RSA_free(rsa);
    free(signature);

    return 0;
}

3、编译运行

使用以下命令编译上述代码：

gcc -o rsa_sign rsa_sign.c -lcrypto

gcc -o rsa_verify rsa_verify.c -lcrypto

运行生成的可执行文件：

./rsa_sign

./rsa_verify

至此，完成了使用openssl编写RSA算法的实验，同时掌握了公钥密码算法的实现过程，并使用RSA完成签名验证功能。