深度解析OpenSSL源码：关键模块与编程示例

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本资源是一本深入解析OpenSSL编程的教程，作者赵春平，电子邮箱forxy@126.com。全书共分为十个章节，详细介绍了OpenSSL的基础知识、安装过程、源代码结构以及核心功能的实现原理。第一章：基础知识 - 该章介绍了对称算法、摘要算法、公钥算法和回调函数等基本概念，为后续的学习奠定了基础。对称算法如DES、AES，是加密和解密使用同一密钥的算法；摘要算法（如MD5、SHA）用于创建消息摘要，验证数据完整性和真实性；公钥算法如RSA用于加密和解密过程中的身份验证；回调函数则在OpenSSL内部调用，处理特定的事件或操作。第二章：openssl简介 - 对OpenSSL进行了全面介绍，包括其作用、安装方法。Linux环境下，通过包管理器或者源码编译安装；Windows上则需编译安装。同时，还探讨了如何学习和理解OpenSSL源代码。第三章至第七章：深入剖析 - 堆栈、哈希表、内存分配、动态模块加载和抽象I/O等关键部分逐一展开。堆栈和数据结构的使用有助于理解OpenSSL内部的工作机制，动态模块加载则涉及如何扩展和定制OpenSSL的功能，抽象IO展示了如何与不同类型的输入/输出源交互。第八章：配置文件 - 配置文件是管理OpenSSL环境和设置的重要手段，本章讲解了配置文件的概述、读取方法及其相关的函数，以及编程示例。第九章：随机数 - 随机数在密码学中至关重要，本章介绍了OpenSSL的随机数生成机制，包括数据结构和主要函数，提供编程示例以展示其实际应用。第十章：文本数据库 - 这一章可能探讨的是OpenSSL与文本数据库的交互，包括数据结构的设计和函数说明，用于支持OpenSSL在数据库操作中的应用。通过阅读这本书，读者能够掌握OpenSSL的核心原理、编程技巧以及高级应用，对于理解和开发安全相关的软件具有重要的指导价值。每个章节都注重理论与实践相结合，适合有一定编程基础的读者深入学习OpenSSL技术。

Openssl 编程

译。

范例源码在 demo 目录下，另外 engines 目录给出了 openssl 支持的几种硬件的

engines 源码，也可以作为 engine 编写参考。

测试源码主要在 test 目录下。

2.4 openssl 学习方法

通过学习 openssl，用户能够学到 PKI 方面的各种知识，其重要性不言而喻。以下

为学习 openssl 的方法，供参考。

1）建立学习环境

建立一个供调试的 openssl 环境，可以是 windows 平台，也可以是 linux 或者其

他平台。用户需有在这些平台下调试源代码的能力。

2）学习 openssl 的命令

通过 openssl 命令的学习，对 openssl 有基本的了解。

3）学习 openssl 源代码并调试

主要的源代码有：

apps 目录下的各个程序，对应于 openssl 的各项命令；

demos 下的各种源代码；

engines 下的各种 engine 实现；

test 目录下的各种源代码。

对于 openssl 函数的学习，主要查看 openssl 自身是如何调用的，或者查看函数的实

现。对于 openssl 中只有实现而没有调用的函数，读者需要自己写源码或研究源代

码去学习。

4）学会使用 openssl 的 asn.1 编解码

openssl 中很多函数和源码都涉及到 asn1 编解码，比如数字证书申请、数字证

书、crl、ocsp、pkcs7、pkcs8、pkcs12 等。

5）查找资料

Linux 下主要用 man 就能查看 openssl 命令和函数的帮助。Windows 用户可用

到 www.openss.org 去查看在线帮助文档，或者用 linux 下的命令 man2html 将帮助文

档装换为 html 格式。用户也可以访问 openssl.cn 论坛来学习 openssl。

6）学习 openssl 相关书籍

读者可以参考《OpenSSL与网络信息安全--基础、结构和指令》、《Network

Security with OpenSSL》(OReilly出版)和《 OpenSSL for windows Developer’s Guide》。

Openssl 编程

3.3 源码

openssl 堆栈实现源码位于 crypto/stack 目录下。下面分析了部分函数。

1) sk_set_cmp_func

此函数用于设置堆栈存放数据的比较函数。由于堆栈不知道用户存放的是什么

数据，所以，比较函数必须由用户自己实现。

2) sk_find

根据数据地址来查找它在堆栈中的位置。当堆栈设置了比较函数时，它首先对

堆栈进行排序，然后通过二分法进行查找。如果堆栈没有设置比较函数，它只是简

单的比较数据地址来查找.

3） sk_sort

本函数对堆栈数据排序。它首先根据 sorted 来判断是否已经排序，如果未排序

则调用了标准 C 函数 qsort 进行快速排序。

4） sk_pop_free

本函数用于释放堆栈内存放的数据以及堆栈本身，它需要一个由用户指定的针

对具体数据的释放函数。如果用户仅调用 sk_free 函数，则只会释放堆栈本身所用

的内存，而不会释放数据内存。

3.4 定义用户自己的堆栈函数

用户直接调用最底层的堆栈操作函数是一个麻烦的事情，对此 openssl 提供了用宏

来帮助用户实现接口。用户可以参考 safestack.h 来定义自己的上层堆栈操作函数，举例

如下，safestack.h 定义了如下关于 GENERAL_NAME 数据结构的堆栈操作：

#define sk_GENERAL_NAME_new(st) SKM_sk_new(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_new_null() SKM_sk_new_null(GENERAL_NAME)

#define sk_GENERAL_NAME_free(st) SKM_sk_free(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_num(st) SKM_sk_num(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_value(st, i) SKM_sk_value(GENERAL_NAME, (st), (i))

#define sk_GENERAL_NAME_set(st, i, val) SKM_sk_set(GENERAL_NAME, (st), (i), (val))

#define sk_GENERAL_NAME_zero(st) SKM_sk_zero(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_push(st, val) SKM_sk_push(GENERAL_NAME, (st), (val))

#define sk_GENERAL_NAME_unshift(st, val) SKM_sk_unshift(GENERAL_NAME, (st), (val))

#define sk_GENERAL_NAME_find(st, val) SKM_sk_find(GENERAL_NAME, (st), (val))

#define sk_GENERAL_NAME_find_ex(st, val) SKM_sk_find_ex(GENERAL_NAME, (st),

(val))

#define sk_GENERAL_NAME_delete(st, i) SKM_sk_delete(GENERAL_NAME, (st), (i))

#define sk_GENERAL_NAME_delete_ptr(st, ptr) SKM_sk_delete_ptr(GENERAL_NAME, (st),

(ptr))

#define sk_GENERAL_NAME_insert(st, val, i) SKM_sk_insert(GENERAL_NAME, (st), (val),

(i))

#define sk_GENERAL_NAME_set_cmp_func(st, cmp)

SKM_sk_set_cmp_func(GENERAL_NAME, (st), (cmp))

#define sk_GENERAL_NAME_dup(st) SKM_sk_dup(GENERAL_NAME, st)

Openssl 编程

#define sk_GENERAL_NAME_pop_free(st, free_func) SKM_sk_pop_free(GENERAL_NAME,

(st), (free_func))

#define sk_GENERAL_NAME_shift(st) SKM_sk_shift(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_pop(st) SKM_sk_pop(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_sort(st) SKM_sk_sort(GENERAL_NAME, (st))

#define sk_GENERAL_NAME_is_sorted(st) SKM_sk_is_sorted(GENERAL_NAME, (st))

当用户想对 GENERAL_NAME 数据进行堆栈操作时，调用上面由宏定义的函数即可，

即直观又方便。比如用户想设置堆栈数据的比较函数和对堆栈排序时，他分别调用：

sk_GENERAL_NAME_set_cmp_func 和 sk_GENERAL_NAME_sort。

3.5 编程示例

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <openssl/safestack.h>

#define sk_Student_new(st) SKM_sk_new(Student, (st))

#define sk_Student_new_null() SKM_sk_new_null(Student)

#define sk_Student_free(st) SKM_sk_free(Student, (st))

#define sk_Student_num(st) SKM_sk_num(Student, (st))

#define sk_Student_value(st, i) SKM_sk_value(Student, (st), (i))

#define sk_Student_set(st, i, val) SKM_sk_set(Student, (st), (i), (val))

#define sk_Student_zero(st) SKM_sk_zero(Student, (st))

#define sk_Student_push(st, val) SKM_sk_push(Student, (st), (val))

#define sk_Student_unshift(st, val) SKM_sk_unshift(Student, (st), (val))

#define sk_Student_find(st, val) SKM_sk_find(Student, (st), (val))

#define sk_Student_delete(st, i) SKM_sk_delete(Student, (st), (i))

#define sk_Student_delete_ptr(st, ptr) SKM_sk_delete_ptr(Student, (st), (ptr))

#define sk_Student_insert(st, val, i) SKM_sk_insert(Student, (st), (val), (i))

#define sk_Student_set_cmp_func(st, cmp) SKM_sk_set_cmp_func(Student, (st), (cmp))

#define sk_Student_dup(st) SKM_sk_dup(Student, st)

#define sk_Student_pop_free(st, free_func) SKM_sk_pop_free(Student, (st), (free_func))

#define sk_Student_shift(st) SKM_sk_shift(Student, (st))

#define sk_Student_pop(st) SKM_sk_pop(Student, (st))

#define sk_Student_sort(st) SKM_sk_sort(Student, (st))

typedef struct Student_st

{

char *name;

int age;

char *otherInfo;

}Student;

typedef STACK_OF(Student) Students;

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悟了个空

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