基于openssl的计算机安全学demo（包含Diffie-Hellman，HAMC，AES的简单应用）

本demo主要是openssl中Diffie-Hellman，HAMC，AES的简单应用，谨供参考（文章最后有demo的下载）。

首先，demo的大概情况：

·openssl版本为openssl-1.0.1g-32bit-debug-vs2013（IDE是vs2013）

·使用MFC对话框的CAsyncsocket进行简单交互

·主要流程：

1）密钥协商。Client发起密钥协商请求，Server相应请求，并完成一次DH密钥交换过程。
2）身份认证。Server放提出认证请求，Client用协商出来的密钥对一个口令作用产生一个MAC发送给Server，Server根据口令进行认证。
3）报文发送。有一个文本输入窗，输入要通信的明文。按“发送”则报文明文发送；按“加密发送”按钮则加密并发送到对方。接收方收到密文，点击按钮可以解密；如果收到的是普通报文则直接显示在文本框。

流程图：

主要代码结构：

SCSocket ------------------------------ 服务端socket

SCClientSocket -------------------------------客户端socket

SCHandler -------------------------------下面三个类的父类

SCDHHandler -------------------------------Diffie-Hellman相关的操作（生成参数，选取秘钥，计算共享密钥）都在此类中

SCHMACHandler -------------------------------生成HMAC消息认证码

SCAESHandler ------------------------------- AES加密

XXXDlg -------------------------------显然负责界面

有关CASyncsocket的使用可参考：一个CAsyncSocket例子

当socket收到消息，统一调用：

void SCClientSocket::OnReceive(int nErrorCode)
{
<span style="white-space:pre"> </span>// TODO: Add your specialized code here and/or call the base class
<span style="white-space:pre"> </span>pDlg->OnRecv(this);
<span style="white-space:pre"> </span>CAsyncSocket::OnReceive(nErrorCode);
}

pDlg->OnRecv ：

void CSecureChatServerDlg::OnRecv(SCClientSocket * pConn)
{if (NULL != pConn){char rcvBuf[513] = { 0 };int nRcved = 0;nRcved = pConn->Receive(rcvBuf, 512);if (SOCKET_ERROR != nRcved){clientSocket->handler->processMessageFromConnection(rcvBuf, clientSocket);}}
}

不管收到什么信息，都是调用 clientSocket->handler->processMessageFromConnection(rcvBuf, clientSocket);

SCClientSocket定义如下：

class SCClientSocket : public CAsyncSocket
{
public:SCClientSocket();virtual ~SCClientSocket();virtual void OnConnect(int nErrorCode);virtual void OnClose(int nErrorCode);virtual void OnReceive(int nErrorCode);void send(unsigned char * data);CSecureChatServerDlg * pDlg;SCHandler * handler;
};

SCHandler中定义了两个虚函数：

 virtual void processMessageFromConnection(char * data, SCClientSocket *conn){// should never call me!}virtual void start(SCClientSocket *conn,int flag){// should never call me!}

保存了SCHandler * handler 指针，随着交互流程的推进，handler可以依次指向SCDHHandler，SCHMACHandler，SCAESHandler的实例（通过调用void start(SCClientSocket *conn,int flag)改变handler所指的对象）。SCHandler的子类覆盖了上面两个虚函数，因此会调用各自的 void processMessageFromConnection(char * data, SCClientSocket *conn) 处理各自的消息。

为了标识当前的交互状态，在每个消息前面插入一个字节标记当前消息的内容：

例如SCDHHandler的processMessageFromConnection函数内容如下：

void SCDHHandler::processMessageFromConnection(char * data, SCClientSocket *conn)
{char DHType = data[0];switch ((int)DHType){case RECV_A:  // 收到DH参数a（即本原根）{......break;}case RECV_Q:  // 收到DH参数q （大整数）{......break;}case RECV_Q_RESPON:  // 对方收到q发回的回应{......break;}case RECV_SERVER_PUBLIC_KEY:  // 收到服务器的公开量，只会在客户端程序触发{......break;}case RECV_CLIENT_PUBLIC_KEY:  // 收到客户端的公开量，只会在服务器程序触发{......break;}default:AfxMessageBox(_T("diffie hellman error occur"));break;}
}

SCHMACHandler 和 SCAESHandler的代码结构也是如上所示。

具体代码可查看：demo下载

参考：

另外，openssl的库是直接用别人编译好的（自己编了几次都失败了）：

http://p-nand-q.com/programming/windows/building_openssl_with_visual_studio_2013.html

aes例子：

https://github.com/rockyxshen/block_cipher/blob/master/aescipher.c

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