Crypto++ 入門（0） 簡介
我最早接觸這個庫的時候，是因為手頭上有專案需要AES-256，而搜尋可以使用的AES-256的類搜的我頭昏腦漲。最後在國外網站上面看到有Crypto++這樣的一個密碼演算法庫，但限於當時水平有限，下載下來並不會使用。不過過了一段時間之後，通過自己琢磨和CSDN上的文章（http://blog.csdn.net/pepper/article/details/117514）的幫助，我終於明白瞭如何使用這個庫。在使用過程中我也解決了一些問題，一併在這裡寫出來供大家參考。
什麼是Crypto++
Crypto++是一個強大的密碼學庫，使用C++語言編寫，而且使用起來是免費的。Crypto++官網為
5.62版本支援的密碼學演算法如下（摘自其官網）：
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algorithm type |
name |
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authenticated encryption schemes |
GCM, CCM, EAX |
|
high speed stream ciphers |
Panama, Sosemanuk, Salsa20, XSalsa20 |
|
AES and AES candidates |
AES (Rijndael), RC6, MARS, Twofish, Serpent, CAST-256 |
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other block ciphers |
IDEA, Triple-DES (DES-EDE2 and DES-EDE3), Camellia, SEED, RC5, Blowfish, TEA, XTEA, Skipjack, SHACAL-2 |
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block cipher modes of operation |
ECB, CBC, CBC ciphertext stealing (CTS), CFB, OFB, counter mode (CTR) |
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message authentication codes |
VMAC, HMAC, GMAC (GCM), CMAC, CBC-MAC, DMAC, Two-Track-MAC |
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hash functions |
SHA-1, SHA-2 (SHA-224, SHA-256, SHA-384, and SHA-512), SHA-3, Tiger, WHIRLPOOL, RIPEMD-128, RIPEMD-256, RIPEMD-160, RIPEMD-320 |
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public-key cryptography |
RSA, DSA, ElGamal, Nyberg-Rueppel (NR), Rabin-Williams (RW), LUC, LUCELG, DLIES (variants of DHAES), ESIGN |
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padding schemes for public-key systems |
PKCS#1 v2.0, OAEP, PSS, PSSR, IEEE P1363 EMSA2 and EMSA5 |
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key agreement schemes |
Diffie-Hellman (DH), Unified Diffie-Hellman (DH2), Menezes-Qu-Vanstone (MQV), LUCDIF, XTR-DH |
|
elliptic curve cryptography |
ECDSA, ECNR, ECIES, ECDH, ECMQV |
|
insecure or obsolescent algorithms retained for backwards compatibility and historical value |
MD2, MD4, MD5, Panama Hash, DES, ARC4, SEAL 3.0, WAKE-OFB, DESX (DES-XEX3), RC2, SAFER, 3-WAY, GOST, SHARK, CAST-128, Square |
為什麼選擇Crypto++
著名的密碼學演算法庫還有OpenSSL（http://www.openssl.org）。OpenSSL為網路通訊提供安全及資料完整性的一種安全協議，囊括了主要的密碼演算法、常用的金鑰和證書封裝管理功能以及SSL協議，並提供了豐富的應用程式供測試或其它目的使用。值得注意的是，OpenSSL採用C語言作為開發語言。下面將其支援的密碼演算法列舉如下：
來源http://www.openssl.org/docs/crypto/crypto.html
|
algorithm type |
name |
| SYMMETRIC CIPHERS |
blowfish, cast, des, idea, rc2, rc4, rc5 |
| PUBLIC KEY CRYPTOGRAPHY AND KEY AGREEMENT |
dsa, dh, rsa |
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CERTIFICATES |
x509, x509v3 |
| AUTHENTICATION CODES, HASH FUNCTIONS |
hmac, md2, md4, md5, mdc2, ripemd, sha |
|
AUXILIARY FUNCTIONS |
err, threads, rand, OPENSSL_VERSION_NUMBER |
| INPUT/OUTPUT, DATA ENCODING |
asn1, bio, evp, pem, pkcs7, pkcs12 |
|
INTERNAL FUNCTIONS |
bn, buffer, lhash, objects, stack, txt_db |
通過對比可以發現，OpenSSL支援的東西較Crypto++相對較少（但我估計上表不全，因為能夠查到用OpenSSL寫AES的程式，而上表中沒有列出。作者注）。對於一些演算法，比如MD5和SHA-1，已經被王小云教授破解。2004年8月17日的美國加州聖巴巴拉的國際密碼學會議（Crypto’2004）上，來自中國山東大學的王小云教授做了破譯MD5、HAVAL-128、 MD4和RIPEMD演算法的報告，公佈了MD系列演算法的破解結果。2005年2月，王小云教授又破解了另一國際密碼SHA－1。換句話說，王小云的研究成果表明了從理論上講電子簽名可以偽造，必須及時新增限制條件，或者重新選用更為安全的密碼標準，以保證電子商務的安全。2009年，馮登國、謝濤二人利用差分攻擊，將MD5的碰撞演算法複雜度從王小云的2^42進一步降低到2^21，極端情況下甚至可以降低至2^10。僅僅2^21的複雜度意味著即便是在2008年的計算機上，也只要幾秒便可以找到一對碰撞。（作者曾經與王教授有過短暫交流，當時的心情是相當激動的。）
據此，我們在實際使用過程中，儘量不要去使用MD5和SHA-1，而是過渡到SHA-2之上，因為這個在理論上面還是安全的。作為學習資訊保安的我們，應該有這樣的意識。
通過上述分析，我在平時的軟體開發之中選擇了Crypto++。
Crypto++對使用者有什麼要求
在我看來，Crypto++的使用者，應該具有基礎的密碼學知識，並且對其想要實現的演算法做過了解，明白演算法大體上是什麼樣的。在語言方面， Crypto++的使用者應該對C++有著一定的瞭解，因為這個庫是按著C++標準來開發的，有一些模板等知識需要掌握。如果對後一條標準，想要提出一個大概的水平劃分，我想應該是使用者能夠獨立編寫較為複雜的Win32控制檯程式或者MFC程式。
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