使用 OpenSSL 库在 C++ 中生成 SHA 哈希

Question

如何使用OpenSSL 库生成 SHA1 或 SHA2 哈希？

我搜索了谷歌，找不到任何函数或示例代码。

Answer 1

从命令行，很简单：

printf "compute sha1" | openssl sha1

你可以像这样调用这个库：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/sha.h>

int main()
{
    unsigned char ibuf[] = "compute sha1";
    unsigned char obuf[20];

    SHA1(ibuf, strlen(ibuf), obuf);

    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%02x ", obuf[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Answer 2

OpenSSL 有一个可怕的 documentation 没有代码示例，但你在这里：

#include <openssl/sha.h>

bool simpleSHA256(void* input, unsigned long length, unsigned char* md)
{
    SHA256_CTX context;
    if(!SHA256_Init(&context))
        return false;

    if(!SHA256_Update(&context, (unsigned char*)input, length))
        return false;

    if(!SHA256_Final(md, &context))
        return false;

    return true;
}

用法：

unsigned char md[SHA256_DIGEST_LENGTH]; // 32 bytes
if(!simpleSHA256(<data buffer>, <data length>, md))
{
    // handle error
}

之后，md 将包含二进制 SHA-256 消息摘要。其他SHA家族成员也可以使用类似的代码，只需将代码中的“256”替换掉即可。

如果您有更大的数据，您当然应该在数据块到达时提供数据块（多次SHA256_Update 调用）。

Answer 3

@AndiDog 版本适配大文件：

static const int K_READ_BUF_SIZE{ 1024 * 16 };

std::optional<std::string> CalcSha256(std::string filename)
{
    // Initialize openssl
    SHA256_CTX context;
    if(!SHA256_Init(&context))
    {
        return std::nullopt;
    }

    // Read file and update calculated SHA
    char buf[K_READ_BUF_SIZE];
    std::ifstream file(filename, std::ifstream::binary);
    while (file.good())
    {
        file.read(buf, sizeof(buf));
        if(!SHA256_Update(&context, buf, file.gcount()))
        {
            return std::nullopt;
        }
    }

    // Get Final SHA
    unsigned char result[SHA256_DIGEST_LENGTH];
    if(!SHA256_Final(result, &context))
    {
        return std::nullopt;
    }

    // Transform byte-array to string
    std::stringstream shastr;
    shastr << std::hex << std::setfill('0');
    for (const auto &byte: result)
    {
        shastr << std::setw(2) << (int)byte;
    }
    return shastr.str();
}

Answer 4

正确的命令行语法应该是

echo -n "compute sha1" | openssl sha1

否则你也会散列尾随的换行符。

Answer 5

这是 OpenSSL 使用 BIO 计算 sha-1 摘要的示例：

#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>

std::string sha1(const std::string &input)
{
    BIO * p_bio_md  = nullptr;
    BIO * p_bio_mem = nullptr;

    try
    {
        // make chain: p_bio_md <-> p_bio_mem
        p_bio_md = BIO_new(BIO_f_md());
        if (!p_bio_md) throw std::bad_alloc();
        BIO_set_md(p_bio_md, EVP_sha1());

        p_bio_mem = BIO_new_mem_buf((void*)input.c_str(), input.length());
        if (!p_bio_mem) throw std::bad_alloc();
        BIO_push(p_bio_md, p_bio_mem);

        // read through p_bio_md
        // read sequence: buf <<-- p_bio_md <<-- p_bio_mem
        std::vector<char> buf(input.size());
        for (;;)
        {
            auto nread = BIO_read(p_bio_md, buf.data(), buf.size());
            if (nread  < 0) { throw std::runtime_error("BIO_read failed"); }
            if (nread == 0) { break; } // eof
        }

        // get result
        char md_buf[EVP_MAX_MD_SIZE];
        auto md_len = BIO_gets(p_bio_md, md_buf, sizeof(md_buf));
        if (md_len <= 0) { throw std::runtime_error("BIO_gets failed"); }

        std::string result(md_buf, md_len);

        // clean
        BIO_free_all(p_bio_md);

        return result;
    }
    catch (...)
    {
        if (p_bio_md) { BIO_free_all(p_bio_md); }
        throw;
    }
}

虽然它比仅仅从 OpenSSL 调用 SHA1 函数要长，但它更通用，可以重新设计用于文件流（从而处理任何长度的数据）。

Answer 6

C 版本的@Nayfe 代码，从文件生成 SHA1 哈希：

#include <stdio.h>
#include <openssl/sha.h>

static const int K_READ_BUF_SIZE = { 1024 * 16 };
unsigned char* calculateSHA1(char *filename)
{
    if (!filename) {
        return NULL;
    }

    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    if (fp == NULL) {
        return NULL;
    }

    unsigned char* sha1_digest = malloc(sizeof(char)*SHA_DIGEST_LENGTH);
    SHA_CTX context;

    if(!SHA1_Init(&context))
        return NULL;

    unsigned char buf[K_READ_BUF_SIZE];
    while (!feof(fp))
    {
        size_t total_read = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
        if(!SHA1_Update(&context, buf, total_read))
        {
            return NULL;
        }
    }
    fclose(fp);

    if(!SHA1_Final(sha1_digest, &context))
        return NULL;

    return sha1_digest;
}

可以这样使用：

unsigned char *sha1digest = calculateSHA1("/tmp/file1");

res 变量包含 sha1 哈希。

您可以使用以下 for 循环将其打印在屏幕上：

char *sha1hash = (char *)malloc(sizeof(char) * 41);
sha1hash[40] = '\0';
int i;
for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
{
    sprintf(&sha1hash[i*2], "%02x", sha1digest[i]);
}
printf("SHA1 HASH: %s\n", sha1hash);