面向对象-父类

strongswan/src/libstrongswan/crypto/crypters/crypter.c和crypters/crypter.h里将对称算法接口抽象封装成了一个父类struct crypter_t， crypter_t结构体里成员函数都是对称算法运算相关的具体实现函数。

struct crypter_t {bool (*encrypt)(crypter_t *this, chunk_t data, chunk_t iv,chunk_t *encrypted) __attribute__((warn_unused_result));bool (*decrypt)(crypter_t *this, chunk_t data, chunk_t iv,chunk_t *decrypted) __attribute__((warn_unused_result));size_t (*get_block_size)(crypter_t *this);size_t (*get_iv_size)(crypter_t *this);size_t (*get_key_size)(crypter_t *this);bool (*set_key)(crypter_t *this,chunk_t key) __attribute__((warn_unused_result));void (*destroy)(crypter_t *this);};

面向对象-子类

private_aes_crypter_t作为子类继承了父类crypter_t

strongswan里AES对称算法软算法实现：

# ls strongswan/src/libstrongswan/plugins/aes
aes_crypter.c  aes_crypter.h  aes_plugin.c  aes_plugin.h  Makefile.am

Makefile.am会把plugins/aes/目录下根据libstrongswan-aes.la生成库文件。

struct private_aes_crypter_t {aes_crypter_t public;  /* struct aes_crypter_t里只有一个成员crypter_t crypter; */uint32_t aes_Nkey;uint32_t aes_Nrnd;uint32_t aes_e_key[AES_KS_LENGTH];uint32_t aes_d_key[AES_KS_LENGTH];uint32_t key_size;bool has_iv;
};

aes_crypter.c里的加密和解密的软算法实现函数如下：

static void encrypt_block(const private_aes_crypter_t *this,const unsigned char in_blk[], unsigned char out_blk[]);
static void decrypt_block(const private_aes_crypter_t *this,const unsigned char in_blk[], unsigned char out_blk[]);

用METHOD对private_aes_crypter_t里成员函数指针如encrypt,decrypt,set_key, set_iv等的实现函数进行声明和定义,METHOD声明的函数具体为_encrypt, _decrypt,_get_block_size,_get_iv_size,_get_key_size,_set_key,_destroy。

aes_crypter_create主要完成算法实例对象的初始化

    INIT(this,.public = {.crypter = {.encrypt = _encrypt,.decrypt = _decrypt,.get_block_size = _get_block_size,.get_iv_size = _get_iv_size,.get_key_size = _get_key_size,.set_key = _set_key,.destroy = _destroy,},},.key_size = key_size,.aes_Nkey = key_size / 4,.has_iv = has_iv,);

插件PLUGIN

find_plugin 根据libstrongswan-aes.so文件名查找插件并load_plugin，在load_plugin里先create_plugin，如果找不到会先dlopen再create_plugin。

/*** Tries to find the plugin with the given name in the given path.*/
static bool find_plugin(char *path, char *name, char *buf, char **file)
{struct stat stb;if (path && snprintf(buf, PATH_MAX, "%s/libstrongswan-%s.so",path, name) < PATH_MAX){if (stat(buf, &stb) == 0){*file = buf;return TRUE;}}return FALSE;
}

plugin里plugin_feature与aes_crypter_create绑定上了关系

        static plugin_feature_t f[] = {PLUGIN_REGISTER(CRYPTER, aes_crypter_create),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_CBC, 16),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_CBC, 24),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_CBC, 32),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_ECB, 16),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_ECB, 24),PLUGIN_PROVIDE(CRYPTER, ENCR_AES_ECB, 32),};

libstrongswan库初始化算法和加载插件

strongswan/libstrongswan/library.c里面bool library_init(char *settings, const char *namespace)；函数中有段代码段如下：

this->public.crypto = crypto_factory_create();
this->public.plugins = plugin_loader_create();

算法使用

以libipsec/esp_context.c里对密码算法的调用为例

/*** Create AEAD wrapper around traditional encryption/integrity algorithms*/
static bool create_traditional(private_esp_context_t *this, int enc_alg,chunk_t enc_key, int int_alg, chunk_t int_key)
{crypter_t *crypter = NULL;signer_t *signer = NULL;iv_gen_t *ivg;switch (enc_alg){case ENCR_AES_CTR:case ENCR_CAMELLIA_CTR:/* the key includes a 4 byte salt */crypter = lib->crypto->create_crypter(lib->crypto, enc_alg,enc_key.len - 4);break;default:crypter = lib->crypto->create_crypter(lib->crypto, enc_alg,enc_key.len);break;}if (!crypter){DBG1(DBG_ESP, "failed to create ESP context: unsupported encryption ""algorithm %N", encryption_algorithm_names, enc_alg);goto failed;}if (!crypter->set_key(crypter, enc_key)){DBG1(DBG_ESP, "failed to create ESP context: setting encryption key ""failed");goto failed;}signer = lib->crypto->create_signer(lib->crypto, int_alg);if (!signer){DBG1(DBG_ESP, "failed to create ESP context: unsupported integrity ""algorithm %N", integrity_algorithm_names, int_alg);goto failed;}if (!signer->set_key(signer, int_key)){DBG1(DBG_ESP, "failed to create ESP context: setting signature key ""failed");goto failed;}ivg = iv_gen_create_for_alg(enc_alg);if (!ivg){DBG1(DBG_ESP, "failed to create ESP context: creating iv gen failed");goto failed;}this->aead = aead_create(crypter, signer, ivg);return TRUE;failed:DESTROY_IF(crypter);DESTROY_IF(signer);return FALSE;
}

其中crypter_t *crypter为算法实例或者对象，最后this->aead = aead_create(crypter, signer, ivg);集成到aead。

在libipsec/esp_packet.c里，ESP数据包的实例初始化为：

static private_esp_packet_t *esp_packet_create_internal(packet_t *packet)
{private_esp_packet_t *this;INIT(this,.public = {.packet = {.set_source = _set_source,.get_source = _get_source,.set_destination = _set_destination,.get_destination = _get_destination,.get_data = _get_data,.set_data = _set_data,.get_dscp = _get_dscp,.set_dscp = _set_dscp,.get_metadata = _get_metadata,.set_metadata = _set_metadata,.skip_bytes = _skip_bytes,.clone = _clone_,.destroy = _destroy,},.get_source = _get_source,.get_destination = _get_destination,.get_next_header = _get_next_header,.parse_header = _parse_header,.decrypt = _decrypt,.encrypt = _encrypt,.get_payload = _get_payload,.extract_payload = _extract_payload,.destroy = _destroy,},.packet = packet,.next_header = IPPROTO_NONE,);return this;
}

代码段中涉及到的加解密接口为

                        .decrypt = _decrypt,.encrypt = _encrypt,

以_encrypt为例

METHOD(esp_packet_t, encrypt, status_t,private_esp_packet_t *this, esp_context_t *esp_context, uint32_t spi)
{....../* encrypt/authenticate the content inline */if (!aead->encrypt(aead, ciphertext, aad, iv, NULL)){DBG1(DBG_ESP, "ESP encryption or ICV generation failed");writer->destroy(writer);return FAILED;}......
}

以上就是一系列的嵌套过程，这样面向对象模块化的设计可以让用户忽略不必过分关心的细节，这也是面向对象的好处，而且模块化让代码结构更加低耦合高内聚。

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