基于RSA的激活验证机制

公司开发了一款软件，需要配合加密芯片进行激活验证，我就想着我也搞一个。

RSA是目前最有影响力和最常用的加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。这是一种非对称密码算法，所谓非对称，就是指该算法需要一对公密钥，使用其中一个加密，则需要用另一个才能解密。密钥越长，它就越难破解。根据已经披露的文献，目前被破解的最长RSA密钥是768个二进制位。也就是说，长度超过768位的密钥，还无法破解（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024位的RSA密钥基本安全，2048位的密钥极其安全。

公私秘钥是成对使用的，公钥加密私钥解密，私钥加密公钥解密。既然是加密，那肯定是不希望别人知道我的消息，所以只有我才能解密，所以可得出公钥负责加密，私钥负责解密；同理，既然是签名，那肯定是不希望有人冒充我发消息，只有我才能发布这个签名，所以可得出私钥负责签名，公钥负责验证。一般使用公钥加密，私钥解密（本文使用此种方法）。

本文采用的是512位的RSA秘钥。

OpenSSL库

首先要准备OpenSSL的动态链接库，Linux下由软件仓库提供，Windows下可以自己编译，也可以使用别人编译好的。

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openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 512 #生成512位私钥
openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem #利用私钥生成RSA公钥文件
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -out pkcs8_rsa_private_key.epm -nocrypt #利用之前的私钥文件进行PKCS#8编码，生成编码后文件

如果是在openssl命令中，就不需要openssl前缀

cmd

Qt

创建一个空白Widget工程。

将OpenSSL安装后的头文件和库文件复制到工程目录下，然后添加

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INCLUDEPATH += $$PWD/include
LIBS += -L$$PWD/lib
LIBS += -lcrypto-1_1-x64 -lssl-1_1-x64

测试代码

头文件

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>

公钥加密函数

QString MainWindow::rsa_pub_encrypt_base64(const QString &strClearData)
{
    //公钥  长度为512  （使用自己生成的公秘钥）
    std::string public_key =ui->textPublicKey->toPlainText().toStdString();
    if(public_key.empty()){
        qDebug()<<"Must have a public_key for encryption.";
        return "";
    }

    //将字符串键加载到bio对象
    BIO* pKeyBio = BIO_new_mem_buf(public_key.data(), public_key.size());
    if (pKeyBio == NULL){
        qDebug()<<"Public encryption BIO is empty.";
        return "";
    }
    RSA* pRsa = RSA_new();
    pRsa = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(pKeyBio, &pRsa, NULL, NULL);
    if ( pRsa == NULL ){
        qDebug()<<"Public encryption read bio rsa error.";
        BIO_free_all(pKeyBio);
        return "";
    }
    int nLen = RSA_size(pRsa);
    char* pEncryptBuf = new char[nLen];
    memset(pEncryptBuf, 0, nLen);
    QByteArray clearDataArry = strClearData.toUtf8();
    int nClearDataLen = clearDataArry.length();
    uchar* pClearData = (uchar*)clearDataArry.data();
    int nSize = RSA_public_encrypt(nClearDataLen,
                                    pClearData,
                                    (uchar*)pEncryptBuf,
                                    pRsa,
                                    RSA_PKCS1_PADDING);

    QString strEncryptData = "";
    if ( nSize >= 0 ){
        QByteArray arry(pEncryptBuf, nSize);
        strEncryptData = arry.toBase64();
    }
    // 释放内存
    delete[] pEncryptBuf;
    BIO_free_all(pKeyBio);
    RSA_free(pRsa);
    return strEncryptData;
}

私钥解密

QString MainWindow::rsa_pri_decrypt_base64(const QString &strDecryptData)
{
    //私钥解密
    std::string private_key = ui->textPrivateKey->toPlainText().toStdString();
    if(private_key.empty()){
        qDebug()<<"Must have private_key for decryption.";
        return "";
    }

    //将字符串键加载到bio对象
    BIO* pKeyBio = BIO_new_mem_buf(private_key.data(), private_key.size());
    if (pKeyBio == NULL){
        qDebug()<<"Private decryption BIO is empty.";
        return "";
    }

    RSA* pRsa = RSA_new();
    pRsa = PEM_read_bio_RSAPrivateKey(pKeyBio, &pRsa, NULL, NULL);
    if ( pRsa == NULL ){
        qDebug()<<"Private decryption read bio rsa error.";
        BIO_free_all(pKeyBio);
        return "";
    }

    int nLen = RSA_size(pRsa);
    char* pClearBuf = new char[nLen];
    memset(pClearBuf, 0, nLen);
    //解密
    QByteArray decryptDataArry = strDecryptData.toUtf8();
    decryptDataArry = QByteArray::fromBase64(decryptDataArry);
    int nDecryptDataLen = decryptDataArry.length();
    uchar* pDecryptData = (uchar*)decryptDataArry.data();
    int nSize = RSA_private_decrypt(nDecryptDataLen,
                                   pDecryptData,
                                   (uchar*)pClearBuf,
                                   pRsa,
                                   RSA_PKCS1_PADDING);
    QString strClearData = "";
    if ( nSize >= 0 ){
        strClearData = QByteArray(pClearBuf, nSize);
    }

    // 释放内存
    delete[] pClearBuf;
    BIO_free_all(pKeyBio);
    RSA_free(pRsa);
    return strClearData;
}

测试代码

QString encrypt_str = rsa_pub_encrypt_base64("123abc");
qDebug()<<"加密数据："<<encrypt_str;
QString decrypt_str = rsa_pri_decrypt_base64(encrypt_str);
qDebug()<<"解密数据："<<decrypt_str;

输出为：