用c++实现基于openssl的大文件的签名和验证签名

如果要对大文件进行签名，直接读取整个文件会导致内存溢出，因此需要使用流式处理方式，逐块读取文件进行签名。以下是一个示例程序，可以用来对大文件进行签名和验证签名：

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

using namespace std;

// 生成密钥对
bool generate_key(int bits, string pub_file, string pri_file)
{
    RSA *rsa = RSA_new();
    BIGNUM *bn = BN_new();
    BN_set_word(bn, RSA_F4);
    RSA_generate_key_ex(rsa, bits, bn, NULL);

    // 保存公钥
    FILE *pub_fp = fopen(pub_file.c_str(), "wb");
    PEM_write_RSAPublicKey(pub_fp, rsa);
    fclose(pub_fp);

    // 保存私钥
    FILE *pri_fp = fopen(pri_file.c_str(), "wb");
    PEM_write_RSAPrivateKey(pri_fp, rsa, NULL, NULL, 0, NULL, NULL);
    fclose(pri_fp);

    RSA_free(rsa);
    BN_free(bn);

    return true;
}

// 签名
bool sign(string pri_file, string file, string &signature)
{
    RSA *rsa = RSA_new();

    // 读取私钥
    FILE *fp = fopen(pri_file.c_str(), "rb");
    rsa = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 打开文件
    ifstream ifs(file, ios::in | ios::binary);
    if (!ifs) {
        RSA_free(rsa);
        return false;
    }

    // 初始化SHA256上下文
    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];
    SHA256_CTX sha256;
    SHA256_Init(&sha256);

    // 逐块读取文件并计算SHA256值
    char buf[4096];
    while (ifs) {
        ifs.read(buf, sizeof(buf));
        SHA256_Update(&sha256, buf, ifs.gcount());
    }

    // 计算签名
    SHA256_Final(hash, &sha256);
    unsigned char sign[RSA_size(rsa)];
    unsigned int sign_len;
    int ret = RSA_sign(NID_sha256, hash, SHA256_DIGEST_LENGTH, sign, &sign_len, rsa);
    if (ret != 1) {
        RSA_free(rsa);
        return false;
    }

    signature = string((char *)sign, sign_len);
    RSA_free(rsa);

    return true;
}

// 验证签名
bool verify(string pub_file, string file, string signature)
{
    RSA *rsa = RSA_new();

    // 读取公钥
    FILE *fp = fopen(pub_file.c_str(), "rb");
    rsa = PEM_read_RSAPublicKey(fp, NULL, NULL, NULL);
    fclose(fp);

    // 打开文件
    ifstream ifs(file, ios::in | ios::binary);
    if (!ifs) {
        RSA_free(rsa);
        return false;
    }

    // 初始化SHA256上下文
    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];
    SHA256_CTX sha256;
    SHA256_Init(&sha256);

    // 逐块读取文件并计算SHA256值
    char buf[4096];
    while (ifs) {
        ifs.read(buf, sizeof(buf));
        SHA256_Update(&sha256, buf, ifs.gcount());
    }

    // 验证签名
    int ret = RSA_verify(NID_sha256, hash, SHA256_DIGEST_LENGTH, (unsigned char *)signature.c_str(), signature.size(), rsa);
    RSA_free(rsa);

    return ret == 1;
}

int main()
{
    // 生成密钥对
    generate_key(2048, "public.pem", "private.pem");

    // 签名和验证签名
    string file = "large_file.bin";
    string signature;
    if (sign("private.pem", file, signature)) {
        cout << "signature: " << signature << endl;
        if (verify("public.pem", file, signature)) {
            cout << "verify success" << endl;
        } else {
            cout << "verify fail" << endl;
        }
    } else {
        cout << "sign fail" << endl;
    }

    return 0;
}

这个程序逐块读取文件进行签名和验证签名，可以处理大文件。你可以根据自己的需要修改程序，比如可以使用其他加密算法、调整块大小等。