Openssl中的BIGNUM運算函式(整理)
阿新 • • 發佈：2018-11-23
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最近在學習BIGNUM的使用,但是奈何在專案中看到一個函式總是不認識...網上能搜到的表格又極其少...
所以選擇自己手動整理一份自認為較為完整的函式表格,不定時更新
1.初始化函式
| 函式原型 | 解釋 | 示例 |
| BIGNUM *BN_new(void); | 生成一個BIGNUM結構並返回指標 | BIGNUM *a = BN_new(); |
| void BN_init(BIGNUM *c); | 初始化所有項均為0 | BN_ init(&c); |
| void BN_clear(BIGNUM *a); | 將a中所有項均賦值為0，但是記憶體並沒有釋放 | BN_clear(a) |
| void BN_free(BIGNUM *a); | 釋放一個BIGNUM結構，釋放完後a=NULL | BN_free(a); |
| void BN_clear_free(BIGNUM *a); | 相當與將BN_free和BN_clear綜合，要不就賦值0，要不就釋放空間。 | BN_clear_free(a); |
| BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b); | 將b複製給a,正確返回a，錯誤返回NULL | BN_copy(a,b); |
| BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a); | 新建一個BIGNUM結構，將a複製給新建結構返回，錯誤返回NULL | BIGNUM *b=BN_dup(a); |
| BIGNUM *BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b); | 交換a,b | BN_swap(a,b) |
2.上下文結構
| 函式原型 | 解釋 | 示例 |
| BN_CTX *BN_CTX_new(void); | 申請一個新的上下文結構 | BN_CTX *ctx = BN_CTX_new(); |
| void BN_CTX_init(BN_CTX *c); | 將c的所有項賦值為0 | BN_CTX_init(&c); |
| void BN_CTX_free(BN_CTX *c); | 釋放上下文結構，釋放完後c=NULL | BN_CTX_free(ctx); |
3.與 字元/位 相關的函式
| 函式原型 | 解釋 | 示例 |
| int BN_print(BIO *fp, const BIGNUM *a); | 將大數16進位制形式寫入記憶體中 | |
| int BN_print_fp(FILE *fp, const BIGNUM *a); | 將大數16進位制形式寫入檔案 | BN_print_fp(stdout,a); |
| int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to); | 將abs(a)轉化為二進位制存入to,並返回to的長度 這裡的to中存放的不是二進位制字串,而是每4位組成一個十進位制數儲存在to中 |
BN_bn2bin(a,to); |
| BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret); | 將s中前len位的正整數轉化為大數存在ret中並返回ret | BN_bin2bn("111",3,a); |
| char *BN_bn2hex(const BIGNUM *a); | 將大數轉化為十六進位制的字串返回 | BN_bn2hex(a); |
| char *BN_bn2dec(const BIGNUM *a); | 將大數轉化為十進位制字串返回 | BN_bn2dec(a); |
| int BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str); | 將十六進位制字串轉換為大數 | |
| int BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str); | 將十進位制字串轉換為大數 | |
| int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n); | 將a中的第n位設定為1，假如a小於n位將擴充套件 | |
| int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n); | 將a中的第n為設定為0，假如a小於n位將出錯 | |
| int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n); | 測試a中的第n位是否已經設定，返回1表示已設定 | |
| int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n); | 將a截斷至n位，假如a小於n位將出錯 | |
| int BN_lshift1(BIGNUM *r, BIGNUM *a); | a左移1位，結果存於r | |
| int BN_rshift1(BIGNUM *r, BIGNUM *a); | a右移1位，結果存於r | |
| int BN_lshift(BIGNUM *r, BIGNUM *a, int n); | a左移n位，結果存於r | |
| int BN_rshift(BIGNUM *r, BIGNUM *a, int n); | a右移n位，結果存於r |
4.計算類函式
| 函式原型 | 解釋 | 示例 |
| int BN_num_bytes(const BIGNUM *a); | 返回a佔用的位元組數 | int len=BN_num_bytes(a) |
| int BN_num_bits(const BIGNUM *a); | 返回a佔用的位元數 | int len=BN_num_bits(a) |
| int BN_num_bits_word(BN_ULONG w); | 他返回有意義位元的位數，例如0x00000111 為9 | |
| int BN_one(BIGNUM *a); | 設定a為1 | BN_one (a); |
| int BN_zero(BIGNUM *a); | 設定a為0 | BN_zero (a); |
| const BIGNUM *BN_value_one(void); | 返回一個為1的大數 | BIGNUM *a = BN_value_one(); |
| int BN_set_word(BIGNUM *a, unsigned long w); | 設定大數a的值為w | BN_set_word(a,w) |
| unsigned long BN_get_word(BIGNUM *a); | 假如大數a可以用一個long型表示，那麼返回一個long型整數數 | |
| int BN_cmp (BIGNUM *a, BIGNUM *b); | 判斷a與b是否相等 a<b 返回 -1 , a==b 返回 0 , a>b 返回 1 |
if (BN_cmp (a, b) { printf ("a equ b/n"); } |
| int BN_ucmp (BIGNUM *a, BIGNUM *b); | 判斷a與b的絕對值是否相等 |a|<|b| 返回 -1 , |a|==|b| 返回 0 , |a|>|b| 返回 1 |
if (BN_ucmp (a, b) |
| int BN_is_zero(BIGNUM *a); | 判斷a是不是為0 | if (BN_is_zero (a)) |
| int BN_is_one(BIGNUM *a); | 判斷a是不是1 | if (BN_is_one (a)) |
| int BN_is_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 判斷a是不是值w | if (BN_is_word (a, 12)) |
| int BN_is_odd(BIGNUM *a); | 判斷a是不是一個奇數 | if (BN_is_odd (a)) |
| int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b); | 計算a與b的和，值儲存在r中, r = a + b; 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_add(r,a,b); |
| int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b); | 計算a與b的差，值儲存在r中, r = a - b; 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_sub(r, a, b); |
| int BN_mul(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx); | 計算a與b的積，值儲存在r中 r = a * b; 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mul (r, a, b, ctx); |
| int BN_sqr(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BN_CTX *ctx); | 計算a的平方，值儲存在r中,r = a * a; 如果成功返回1,否則返回0,效率高於BN_mul(r,a,a), |
BN_sqr (r, a, ctx); |
| int BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx); | 計算a與d的商，值儲存在dv中，餘數儲存在rem中, dv = a / d , rem = a % d 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_div (dv, r, a, b); |
| int BN_mod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a與m的模，值儲存在rem中, rem = a % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod (r, a, m, ctx); |
| int BN_nnmod(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a與m的模，並且結果如果小於0，就加上m，值儲存在r中, r = ( (a % m) + m) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_nnmod (r, a, m, ctx); |
| int BN_mod_add(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a與b的和，再模m，值儲存在r中, r = (a + b) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod_add (r, a, b, m, ctx); |
| int BN_mod_sub(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a與b的差，再模m，值儲存在r中, r = (a - b) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod_sub (r, a, b, m, ctx); |
| int BN_mod_mul(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a與b的積，再模m，值儲存在r中, r =(a * b) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod_mul (r, a, b, m, ctx); |
| int BN_mod_sqr(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a的平方，再模m，值儲存在r中, r = (a * a) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod_sqr (r, a, m, ctx); |
| int BN_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); | 計算a的p次方，值儲存在r中, r = a^p 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_exp (r, a, p, ctx); |
| int BN_mod_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); | 計算a的p次方，再模m，值儲存在r中, r = (a ^ p) % m 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mod_exp (r, a, p, m, ctx); |
| int BN_gcd(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx); | 計算a與b的最大公約數，值儲存在r中, r = gcd(a,b) 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_gcd (r, a, b, ctx); |
| int BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 大數a加上w，值儲存在a中，a = a + w 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_dec2bn (a, "1234"); BN_add_word (a, 1); |
| int BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 大數a減去w，值儲存在a中，a = a - w 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_sub_word (a, 23); |
| int BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 大數a乘以w，值儲存在a中，a = a * w 如果成功返回1,否則返回0 |
BN_mul_word (a, 2); |
| BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 大數a除以w，值儲存在a中，返回餘數 a = a / w; | BN_ULONG ru = BN_div_word (a, 256); |
| BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w); | 大數a模w，返回餘數 | ru = BN_mod_word (a, 256); |
| BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *n, | 取a對n取模的逆元存在r中, ((r * a) % n) == 1 |
5.隨機函式
| 函式原型 | 解釋 |
| int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom); | 產生一個加密用的強bits的偽隨機數，若top=-1，最高位為0，top=0， 最高位為1，top=1,最高位和次高位為1，bottom為真，隨機數為偶數 |
| int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom); | 產生一個偽隨機數，應用於某些目的。 |
| int BN_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range); | 產生的rnd滿足條件 0 < rnd < range |
| int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range); | 產生的rnd滿足條件 0 < rnd < range |
| BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret, int num, int safe, BIGNUM *add, BIGNUM *rem, void (*callback)(int, int, void *), void *cb_arg); | 偽隨機生成num位素數,如果ret返回值不為null,則用來儲存答案, 如果add不是NULL，則prime將滿足條件p％add == rem（p％add == 1 if rem == NULL）以適合給定的生成器。 如果safe是true,則生成的是一個安全的素數 (i.e. a prime p so that (p-1)/2 is also prime). |
| int BN_is_prime（const BIGNUM * a，int checks，void（* callback）（int，int， void *），BN_CTX * ctx，void * cb_arg）; | 判斷大數a是否為素數,素數返回1,否則返回0,運算出錯返回-1,錯誤概率小於 0.25^checks |
| int BN_is_prime_fasttest(const BIGNUM *a, int checks, void (*callback)(int, int, void *), BN_CTX *ctx, void *cb_arg, int do_trial_division); | BN_is_prime_fasttest（），當用do_trial_division == 1呼叫時，首先嚐試通過一些小素數進行試驗分割; 如果此測試未找到除數且回撥不為NULL，則呼叫回撥（1，-1，cb_arg）。如果do_trial_division == 0，則跳過此測試。 |