了解 OpenSSL 中的引擎初始化

Question

我正在尝试设置 HMAC-SHA-256 散列的基本测试，但我遇到了引擎设置问题。理想情况下，我只想设置 HMAC-SHA 算法，但到目前为止，我什至还没有得到加载所有算法工作的一般情况。目前，我在尝试设置默认摘要的行上遇到了段错误。

另外，我经常使用 Java，因此请随时指出代码中的任何错误。

#include <openssl/hmac.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  unsigned char* key = (unsigned char*) "0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b";
  unsigned char* data = (unsigned char*) "4869205468657265";
  unsigned char* expected = (unsigned char*) "b0344c61d8db38535ca8afceaf0bf12b881dc200c9833da726e9376c2e32cff7";
  unsigned char* result;
  HMAC_CTX* ctx;
  ENGINE* e;

  ENGINE_load_builtin_engines();
  ENGINE_register_all_complete();
  ENGINE_set_default_digests(e);

  HMAC_CTX_init(ctx);
  HMAC_Init_ex(ctx, key, 40, EVP_sha256(), e);
  result = HMAC(NULL, NULL, 40, data, 16, NULL, NULL);
  HMAC_CTX_cleanup(ctx);

  ENGINE_finish(e);
  ENGINE_free(e);

  if (strcmp((char*) result, (char*) expected) == 0) {
    printf("Test ok\n");
  } else {
    printf("Got %s instead of %s\n", result, expected);
  }
}

编辑：该程序现在已经发展到以下，但我仍然在HMAC_Init_ex 进行段错误：

unsigned char* key = (unsigned char*) "0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b";
unsigned char* data = (unsigned char*) "4869205468657265";
unsigned char* expected = (unsigned char*) "b0344c61d8db38535ca8afceaf0bf12b881dc200c9833da726e9376c2e32cff7";
unsigned char* result;
unsigned int result_len = 64;
HMAC_CTX ctx;
ENGINE* e;

result = (unsigned char*) malloc(sizeof(char) * result_len);
e = (ENGINE*) ENGINE_new();

ENGINE_load_builtin_engines();
ENGINE_register_all_complete();
ENGINE_set_default_digests(e);

HMAC_CTX_init(&ctx);
HMAC_Init_ex(&ctx, key, 16, EVP_sha256(), e); 
HMAC_Update(&ctx, data, 40);
HMAC_Final(&ctx, result, &result_len);
HMAC_CTX_cleanup(&ctx);

ENGINE_finish(e);
ENGINE_free(e);

Answer 1

正如 Martin 所说，您最初建议的问题是您需要初始化 ENGINE。您编辑的代码的问题在于您正在执行 ENGINE_new，这将为您提供一个全新的 ENGINE，然后您需要为其提供密码方法、摘要方法等。事实上，对于您想要的（以及几乎每个人都想要），完全忽略所有 ENGINE 的东西是正确的选择。

一些附属问题：

• 您的字符串是十六进制的，但您需要为每个字符添加一个 \x 才能在字符串中的该位置实际获取该十六进制字节，我怀疑这正是您想要的。
• 您试图从“数据”中散列 40 个字节，这并不长（实际效果：您最终会部分散列结果字符串）
• 您的预期结果（据我所知）不正确
• 您可以将随机字符打印到终端，因为 HMAC 函数会生成 32 字节的随机二进制数据，而不是可打印的内容。

以下代码可以编译、运行并通过测试。它与您找到的示例代码有点不同（因为它仍然使用单独的 HMAC_* 函数 - 如果您想使用 HMAC_Update 一点一点地进行散列，这很有用）：

#include <openssl/engine.h>
#include <openssl/hmac.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>


int main(void)
{
        unsigned char* key = (unsigned char*) "\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b\x0b";
        unsigned char* data = (unsigned char*) "\x48\x69\x20\x54\x68\x65\x72\x65";
        unsigned char* expected = (unsigned char*) "\x49\x2c\xe0\x20\xfe\x25\x34\xa5\x78\x9d\xc3\x84\x88\x06\xc7\x8f\x4f\x67\x11\x39\x7f\x08\xe7\xe7\xa1\x2c\xa5\xa4\x48\x3c\x8a\xa6";
        unsigned char* result;
        unsigned int result_len = 32;
        int i;
        HMAC_CTX ctx;

        result = (unsigned char*) malloc(sizeof(char) * result_len);

        ENGINE_load_builtin_engines();
        ENGINE_register_all_complete();

        HMAC_CTX_init(&ctx);
        HMAC_Init_ex(&ctx, key, 16, EVP_sha256(), NULL);
        HMAC_Update(&ctx, data, 8);
        HMAC_Final(&ctx, result, &result_len);
        HMAC_CTX_cleanup(&ctx);

        for (i=0; i!=result_len; i++)
        {
                if (expected[i]!=result[i])
                {
                        printf("Got %02X instead of %02X at byte %d!\n", result[i], expected[i], i);
                        break;
                }
        }
        if (i==result_len)
        {
                printf("Test ok!\n");
        }
        return 0;
}

当然，它不能回答您关于如何初始化 ENGINE 的原始问题，但是如果没有更多上下文，确实没有正确的答案，而上下文与您的情况无关...

Answer 2

好的，事实证明您不必使用引擎，但我完全误解了如何不使用显式引擎。我也误解了如何正确格式化测试向量。最后，我查看了 hmactest.c，它几乎完成了我想做的所有事情，我只是不明白代码。

我试图做的最终解决方案如下所示：

int main() {
  unsigned char* key = (unsigned char*) "Jefe";
  unsigned char* data = (unsigned char*) "what do ya want for nothing?";
  unsigned char* expected = (unsigned char*) "5bdcc146bf60754e6a042426089575c75a003f089d2739839dec58b964ec3843";
  unsigned char* result;
  unsigned int result_len = 32;
  int i;
  static char res_hexstring[32];

  result = HMAC(EVP_sha256(), key, 4, data, 28, NULL, NULL);
  for (i = 0; i < result_len; i++) {
    sprintf(&(res_hexstring[i * 2]), "%02x", result[i]);
  }

  if (strcmp((char*) res_hexstring, (char*) expected) == 0) {
    printf("Test ok, result length %d\n", result_len);
  } else {
    printf("Got %s instead of %s\n", res_hexstring, expected);
  }
}

但由于我问的是完全不同的问题，我不确定如何处理原始问题。有什么建议吗？

Answer 3

看起来好像没有分配引擎，所以e 的第一次使用是segfaulting。我认为您需要先致电ENGINE *ENGINE_new(void)。

（请注意，我使用过 OpenSSL，但之前没有使用过 ENGINE 函数。）

更新：我对自己的回答不太满意（之前我不得不冲去喝茶）。所以我的进一步说明是：

1. 我已经看过ENGINE 函数的（长）man page，但我不太确定调用ENGINE_new 是否足够。

2. 我没有注意到对HMAC_CTX_* 函数的调用使用了未初始化的指针，而不是指向已分配结构的指针。 HMAC_CTX_init 将尝试写入其ctx 参数指向的内存，这将出现段错误。您需要像这样声明和使用ctx：

   HMAC_CTX ctx;
   HMAC_CTX_init(&ctx);
   HMAC_Init_ex(&ctx, key, 40, EVP_sha256(), e);
   ...
   

   这样你就在堆栈上分配结构，然后传递一个指向它的指针。

3. HMAC 函数根本没有指向CTX 的指针，所以除了全局或线程本地存储之外，我不确定它与CTX 的连接是什么。我认为您可以通过调用HMAC_Update 一次或多次来绕过它，然后调用HMAC_Final 以获得结果。您需要为该结果分配空间，因此可以使用以下内容：

   unsigned int len;
   HMAC_Final(&ctx, result, &len);