生成随机 n 字节 Base64 字符串后的不可打印字符答案

【问题标题】：Non-printable character after generating random n-byte Base64 string生成随机 n 字节 Base64 字符串后的不可打印字符
【发布时间】：2016-11-16 08:17:46
【问题描述】：

我试图使用 openssl 生成一个 32 字节的 base64 字符串，但它并不总是生成 32 字节的字符串，有时输出会出现乱码且无法正确显示

#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/buffer.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int Base64Encode(const unsigned char* buffer, unsigned char** b64text) { //Encodes a binary safe base 64 string
    BIO *bio, *b64;
    BUF_MEM *bufferPtr;

    b64 = BIO_new(BIO_f_base64());
    bio = BIO_new(BIO_s_mem());
    bio = BIO_push(b64, bio);

    BIO_set_flags(bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL); //Ignore newlines - write everything in one line
    BIO_write(bio, buffer, strlen(buffer));
    BIO_flush(bio);
    BIO_get_mem_ptr(bio, &bufferPtr);
    BIO_set_close(bio, BIO_NOCLOSE);
    BIO_free_all(bio);

    *b64text=bufferPtr->data;

    return (0); //success
}

int main() {
    unsigned char buffer[35], *base64EncodeOutput;
    int ret = RAND_bytes(buffer, 32);
    buffer[32]='\0'; // Null terminate

    (void)Base64Encode(buffer, &base64EncodeOutput);
    (void)printf("Return value of the operation was: %d\n%s\n", ret, base64EncodeOutput);

    return EXIT_SUCCESS;
}

使用gcc rand_str.c -lcrypto && ./a.out | tail -1 编译和运行，有时会产生如下内容：

I6YaDVSRPw5Ux+2paY4u4ToMKtZXQoBj`�

有时输出的长度甚至不是 32 字节。

我的目标是复制此命令的作用： openssl rand -base64 32

我需要做些什么不同的事情？

【问题讨论】：

标签： c string random openssl base64

【解决方案1】：

BIO_write(bio, buffer, strlen(buffer));

NUL 是一个有效的随机字节，因此 strlen 有时会返回小于所需值 (32)。

`� 是由于 base64 缓冲区没有 NUL 终止符，因此它正在读取一些随机垃圾。我不知道有什么方法可以强制 OpenSSL 添加 NUL，但你可以告诉 printf 在哪里停止：

(void)printf("Return value of the operation was: %d\n%.44s\n", ret, base64EncodeOutput);

【讨论】：

感谢您的回复。你能告诉我使用%44s和%.44s有什么区别吗？
%44s 打印最少 44 个字符，而 %.44s 最多打印 44 个字符。如果字符串短于最小值，则用空格填充；如果长于最大值，则会被截断。

【解决方案2】：

使用 gcc rand_str.c -lcrypto && ./a.out 编译和运行tail -1，有时会产生类似：
I6YaDVSRPw5Ux+2paY4u4ToMKtZXQoBj`�

BIO's 不会产生 C 字符串。它们不是以 NULL 结尾的。

从链中删除Base64 BIO 后，再执行一次BIO_write 并写入NULL 字符。

【讨论】：

【解决方案3】：

感谢上面发布的解决方案，我能够解决这个问题。结果如下：

#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/buffer.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

static char* base64_bytes(int size) {
    char *buff = malloc(size + 1), *bytes = NULL;
    int chunk;
    BIO *b64, *out;
    BUF_MEM *bptr;

    // Create a base64 filter/sink
    if ((b64 = BIO_new(BIO_f_base64())) == NULL) {
        return NULL;
    }

    // Create a memory source
    if ((out = BIO_new(BIO_s_mem())) == NULL) {
        return NULL;
    }

    // Chain them
    out = BIO_push(b64, out);
    BIO_set_flags(out, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL);

    // Generate random bytes
    if (!RAND_bytes(buff, size)) {
        return NULL;
    }

    // Write the bytes
    BIO_write(out, buff, size);
    BIO_flush(out);

    // Now remove the base64 filter
    out = BIO_pop(b64);

    // Write the null terminating character
    BIO_write(out, "\0", 1);
    BIO_get_mem_ptr(out, &bptr);

    // Allocate memory for the output and copy it to the new location
    bytes = malloc(bptr->length);
    strncpy(bytes, bptr->data, bptr->length);

    // Cleanup
    BIO_set_close(out, BIO_CLOSE);
    BIO_free_all(out);
    free(buff);

    return bytes;
}

int main() {
    char *b64 = base64_bytes(32);
    puts(b64);

    free(b64);

    return EXIT_SUCCESS;
}

我最初尝试的主要问题是，当空终止符通过base64 过滤器时，它不会被识别为字符串的结尾，而是被转换为base64，这使得字符串看起来像这样在我的原始帖子中确实如此。

因此建议的解决方案是在写入原始字符串后从BIO 中删除base64 过滤器，这样就只剩下out BIO。由于out BIO 只是一个接收器，我们可以向它写入几乎任何东西，并且它不会修改它的输入。因此，这提供了将空终止符写入底层缓冲区并稍后检索完整字符串的机会。

【讨论】：