Cryptography API 学习笔记二
前面学习了密钥容器的建立的一些知识，现在我们接下来自然是学习如何获取一个密钥，首先是获取一个session key，即对话密钥，是对称密钥。
这些学习笔记主要是从MSDN中的例子中，学习基本的Cryptography API的用法，了解一些用法的过程。欢迎大家多提宝贵意见。
下面依旧是从一个小程序开始。这个程序的学习任务有以下几个：
任务一：调用CryptAcquireContext，获取一个缺省CSP和缺省密钥容器的句柄
任务二：用CryptCreateHash去创建一个空的哈希对象
任务三：用CryptHashData.哈希密码
任务四：调用CryptDeriveKey获取一个对话密钥
任务五：销毁密码和哈希后的数据
任务六：释放CSP
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
#include <windows.h>
#include <Wincrypt.h>
#define MY_ENCODING_TYPE (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
void MyHandleError(char *s);
void GetConsoleInput(char*, int);
void main()
{
HCRYPTPROV hCryptProv; 定义CSP句柄
HCRYPTKEY hKey; 定义密钥句柄
HCRYPTHASH hHash; 定义一个HASH对象的句柄
CHAR szPassword[512] = ""; 定义512大小的字符数组，用来保存密码
DWORD dwLength; 保存密码长度
fprintf(stderr,"Enter a password to be used to create a key:");
GetConsoleInput(szPassword, 512); 获取密码，这个是自己写的函数，目的是在屏幕上显示的是*。
printf("The password has been stored.\n");
dwLength = strlen(szPassword);
if(CryptAcquireContext( 以下是获取一个缺省的PROV_RSA_FULL CSP 句柄
&hCryptProv,
NULL,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
0))
{
printf("A context has been acquired. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptAcquireContext!");
}
//--------------------------------------------------------------------
if(CryptCreateHash( 调用CryptCreateHash创建一个HASH对象
hCryptProv, 一个CSP句柄
CALG_MD5, 确定哈希算法
0, 对于非密钥算法，这个参数一定是0，如果是密钥算法，那么这个参数就是密钥
0, 保留参数，为0
&hHash)) 一个哈希对象的指针
{
printf("An empty hash object has been created. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptCreateHash!");
}
//--------------------------------------------------------------------
if(CryptHashData( 调用CryptHashData哈希密码
hHash, 哈希对象
(BYTE *)szPassword, 指向缓冲区的地址
dwLength, 密码长度
0))
{
printf("The password has been hashed. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptHashData!");
}
//--------------------------------------------------------------------
if(CryptDeriveKey( 调用CryptDeriveKey获取对话密码
hCryptProv, CSP句柄
CALG_RC2, 一个ALG_ID结构，用来指定对称密钥生成的算法
hHash, 哈希对象
CRYPT_EXPORTABLE, 指定生成密钥的类型，CRYPT_EXPORTABLE意味着这个程序生成的密钥可以被其它程序调用，而不是仅仅限于这个程序当中。但是它不能用于非对称密码中。
&hKey))
{
printf("The key has been derived. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptDeriveKey!");
}
if(hHash) 销毁哈希对象
{
if(!(CryptDestroyHash(hHash)))
MyHandleError("Error during CryptDestroyHash");
}
if(hKey) 销毁密钥句柄
{
if(!(CryptDestroyKey(hKey)))
MyHandleError("Error during CryptDestroyKey");
}
if(hCryptProv) 销毁CSP句柄
{
if(!(CryptReleaseContext(hCryptProv, 0)))
MyHandleError("Error during CryptReleaseContext");
}
printf("The program to derive a key completed without error. \n");
} // end main
void MyHandleError函数的实现省略，在上一篇中有
void GetConsoleInput(char* strInput,
int intMaxChars)
{
char ch;
char minChar = ' ';
minChar++;
ch = getch();
while (ch != '\r')
{
if (ch == '\b' && strlen(strInput) > 0)
{
strInput[strlen(strInput)-1] = '\0';
printf("\b \b");
}
else if (ch >= minChar && strlen(strInput) < intMaxChars)
{
strInput[strlen(strInput)+1] = '\0';
strInput[strlen(strInput)] = ch;
putch('*');
}
ch = getch();
}
putch('\n');
}
下面讲讲如何复制一个对话密钥，照例是从一个程序讲起，完成以下任务。获取一个CSP句柄，创建一个对话密钥，复制密钥。改变密钥生成过程，随机填充一个缓冲区，销毁密钥句柄，释放CSP句柄。
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <Wincrypt.h>
#define MY_ENCODING_TYPE (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
void MyHandleError(char *s);
void main()
{
//-------------------------------------------------------------------
// Declare and initialize variables.
HCRYPTPROV hCryptProv; CSP句柄
HCRYPTKEY hOriginalKey; 源密钥句柄
HCRYPTKEY hDuplicateKey; 复制后的密钥句柄
DWORD dwMode;
BYTE pbData[16];
printf("This program creates a session key and duplicates \n");
printf("that key. Next, parameters are added to the original \n");
printf("key. Finally, both keys are destroyed. \n\n");
if(CryptAcquireContext( 获取CSP句柄，前面叙述过了，这里就不叙述了
&hCryptProv,
NULL,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
0))
{
printf("CryptAcquireContext succeeded. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptAcquireContext!\n");
}
//-------------------------------------------------------------------
if (CryptGenKey( 生成一个CALG_RC4算法生成的密钥，保存在hOriginalKey中
hCryptProv,
CALG_RC4, ALG_ID结构，指定生成这个密钥使用的算法
0,
&hOriginalKey))
{
printf("Original session key is created. \n");
}
else
{
MyHandleError("ERROR - CryptGenKey.");
}
if (CryptDuplicateKey( 复制密钥
hOriginalKey, 源密钥
NULL, 保留参数,必须为NULL
0, 保留参数，必须为0
&hDuplicateKey)) 副本密钥
{
printf("The session key has been duplicated. \n");
}
else
{
MyHandleError("ERROR - CryptDuplicateKey");
}
给源密钥设置附加参数
dwMode = CRYPT_MODE_ECB; CRYPT_MODE_ECB是一个没有反馈的块加密模式
if(CryptSetKeyParam(
hOriginalKey,
KP_MODE, 指定密钥的某种属性被改变，
KP_MODE意味着改变的是加密模式
(BYTE*)&dwMode, 指向一个已经被初始化的缓冲区
0))
{
printf("Key Parameters set. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptSetKeyParam.");
}
if(CryptGenRandom( 随机填充一块缓冲区
hCryptProv, CSP句柄
8, 缓冲区大小
pbData)) 缓冲区地址
{
printf("Random sequence generated. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptGenRandom.");
}
if(CryptSetKeyParam( 再次给密钥设置属性
hOriginalKey,
KP_IV, KP_IV意味着，这个函数的第三个参数指向一个BYTE数组，数组大小为块大小/8。
pbData,
0))
{
printf("Parameter set with random sequence as "
"initialization vector. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptSetKeyParam.");
}
//-------------------------------------------------------------------
if (hOriginalKey) 以下依次销毁，释放源密钥句柄，副本句柄，CSP句柄，
if (!CryptDestroyKey(hOriginalKey))
MyHandleError("Failed CryptDestroyKey\n");
if (hDuplicateKey)
if (!CryptDestroyKey(hDuplicateKey))
MyHandleError("Failed CryptDestroyKey\n");
if(hCryptProv)
if (!CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))
MyHandleError("Failed CryptReleaseContext\n");
printf("\nThe program ran to completion without error. \n");
} // End of main.
当我们已经生成了一个密钥，我们下面要做的是如何保存，导出，导入一个对话密钥。将一个密钥保存起来，导出，保存到硬盘上。这样，这个密钥就可以在其它应用程序上使用，而不会随着生成密钥程序的关闭而丢失了。
下面这段程序就是用来演示如何保存，导出一个对话密钥的。
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <Wincrypt.h>
#define MY_ENCODING_TYPE (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
void MyHandleError(char *s);
void main(void)
{
//--------------------------------------------------------------------
// Declare and initialize variables.
HCRYPTPROV hProv; // CSP handle
HCRYPTKEY hSignKey; // Signature key pair handle
HCRYPTKEY hXchgKey; // Exchange key pair handle
HCRYPTKEY hKey; // Session key handle
BYTE *pbKeyBlob; // Pointer to a simple key BLOB
DWORD dwBlobLen; // The length of the key BLOB
//--------------------------------------------------------------------
// Acquire a cryptographic provider context handle.
if(CryptAcquireContext( 获取一个缺省容器的CSP句柄
&hProv,
NULL,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
0))
{
printf("The CSP has been acquired. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptAcquireContext.");
}
if(CryptGetUserKey( 获取一个AT_SIGNATURE类型的密钥句柄
hProv,
AT_SIGNATURE,
&hSignKey))
{
printf("The signature key has been acquired. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptGetUserKey for signkey.");
}
//--------------------------------------------------------------------
if(CryptGetUserKey( 获取一个AT_KEYEXCHANGE,类型的密钥句柄，保存在hXchgKey中
hProv,
AT_KEYEXCHANGE,
&hXchgKey))
{
printf("The key exchange key has been acquired. \n");
}
else
{
printf("Error during CryptGetUserKey exchange key.");
}
// Generate a session key.
if (CryptGenKey( 生成一个CRYPT_EXPORTABLE（可导出的），CALG_RC4（指定算法）的密钥，保存在hKey
hProv,
CALG_RC4,
CRYPT_EXPORTABLE,
&hKey))
{
printf("Original session key is created. \n");
}
else
{
MyHandleError("ERROR -- CryptGenKey.");
}
if(CryptExportKey( CryptExportKey导出一个密钥
hKey, 将要导出的密钥的句柄
hXchgKey, 用户最终使用到的密钥的句柄
SIMPLEBLOB, 指定BLOB的类型，SIMPLEBLOB说明是 用来导出对话密钥的
0, 指定密钥的附加属性
NULL,
&dwBlobLen)) 当时这个函数在这里的主要
目的是得到这个BLOB的长度
{
printf("Size of the BLOB for the session key determined. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error computing BLOB length.");
}
if(pbKeyBlob = (BYTE*)malloc(dwBlobLen))
{
printf("Memory has been allocated for the BLOB. \n");
}
else
{
MyHandleError("Out of memory. \n");
}
if(CryptExportKey( 这是这个函数才是真正的导出密钥
hKey,
hXchgKey,
SIMPLEBLOB,
0,
pbKeyBlob,
&dwBlobLen))
{
printf("Contents have been written to the BLOB. \n");
}
else
{
MyHandleError("Error during CryptExportKey.");
}
free(pbKeyBlob); 释放内存
// Destroy the session key.
if(hKey)
CryptDestroyKey(hKey);
// Destroy the signature key handle.
if(hSignKey)
CryptDestroyKey(hSignKey);
// Destroy the key exchange key handle.
if(hXchgKey)
CryptDestroyKey(hXchgKey);
// Release the provider handle.
if(hProv)
CryptReleaseContext(hProv, 0);
printf("The program ran to completion without error. \n");
}
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