Java调用CryptoAPI,CryptoAPI第一天

司寇光华

2023-12-01

文件

以及定义

#include

#define MY_ENCODING_TYPE (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)

当包含wincrypt.h头

文件

时，一般都需要定义#define _WIN32_WINNT 0x(具体的值)，否则将得到如下错误：error C2065: undeclared identifier，不同的操作

系统

不同定义如下：

Windows Server 2003 family _WIN32_WINNT>=0x0502

WINVER>=0x0502

Windows XP _WIN32_WINNT>=0x0501

WINVER>=0x0501

Windows 2000 _WIN32_WINNT>=0x0500

WINVER>=0x0500

Windows NT 4.0 _WIN32_WINNT>=0x0400

WINVER>=0x0400

Windows Me _WIN32_WINDOWS=0x0500

WINVER>=0x0500

Windows 98 _WIN32_WINDOWS>=0x0410

WINVER>=0x0410

Windows 95 _WIN32_WINDOWS>=0x0400

WINVER>=0x0400

Internet Explorer 6.0 _WIN32_IE>=0x0600

Internet Explorer 5.6 _WIN32_IE>=0x0560

Internet Explorer 5.01, 5.5 _WIN32_IE>=0x0501

Internet Explorer 5.0, 5.0a, 5.0b _WIN32_IE>=0x0500

Internet Explorer 4.01 _WIN32_IE>=0x0401

Internet Explorer 4.0 _WIN32_IE>=0x0400

Internet Explorer 3.0, 3.01, 3.02 _WIN32_IE>=0x0300

二：了解基本知识

CryptoAPI的配置信息存储在注册表中，包括如下密钥：

HKEY＿LOCAL＿MACHINE＼SOFTWARE＼Microsoft \ Cryptography \Defaults

HKEY_CURRENT_USER\ Software \ Microsoft\ Cryptography \Providers

---- CryptoAPI使用两种密钥：会话密钥与公共/私人密钥对。会话密钥使用相同的加密和解密密钥，这种算法较快，但必须保证密钥的安全传递。公共/私人密钥对使用一个公共密钥和一个私人密钥，私人密钥只有专人才能使用，公共密钥可以广泛传播。如果密钥对中的一个用于加密，另一个一定用于解密。公共/私人密钥对算法很慢，一般只用于加密小批数据，例如用于加密会话密钥。CryptoAPI支持两种基本的编码方法：流式编码和块编码。流式编码在明码文本的每一位上创建编码位，速度较快，但安全性较低。块编码在一个完整的块上(一般为64位)上工作，需要使用填充的方法对要编码的数据进行舍入，以组成多个完整的块。这种算法速度较慢，但更安全。

三：下面进入具体的编程

一： Creating a Key Container and Generating Keys

创建一个密钥容器，在进行加密，解密

文件

，并且签名的时候，必须需要一个公/私钥对，下面我们就来创建默认的密钥容器，要注意的是创建密钥容器并不会自动产生公/私钥对.

下面是我们

程序

的任务：

1，假如密钥容器不存在则创建一个。

2，假如签名密钥不存在则在密钥容器里创建一个。

3，假如交换密钥不存在则在密钥容器里创建一个。

4，获取CSP中的一些参数

下面是具体的步骤：

1，连接缺省的CSP

BOOL WINAPI CryptAcquireContext(

HCRYPTPROV* phProv, //out

LPCTSTR pszContainer, //in

LPCTSTR pszProvider, //in

DWORD dwProvType, //in

DWORD dwFlags //in

);

第一个参数是返回的CSP句柄，第二个是密钥容器的名字，第三个是A null-terminated string that specifies the name of the CSP to be used.第四个是指定提供的类型。例如：CryptAcquireContext(&hProv, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, 0))；

如果当前机器的未曾设置过缺省的密钥容器，因此必须为机器创建缺省的密钥容器。

CryptAcquireContext( &hCryptProv, UserName, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_NEWKEYSET)大家有没有看到，只是最后一个参数不同而已，多了一个CRYPT_NEWKEYSET而已。

2，取得CSP的参数

BOOL WINAPI CryptGetProvParam(

HCRYPTPROV hProv,

DWORD dwParam,

BYTE* pbData,

DWORD* pdwDataLen,

DWORD dwFlags

);

第一个参数是CSP的句柄，第二个参数是需要取得的具体参数对象(类型比较多，具体请看MSDN)。

例子：CryptGetProvParam(hCryptProv, PP_CONTAINER, (BYTE *)szUserName, &dwUserNameLen, 0)

3，函数返回所获取密钥类型的句柄(0表失败，非0表成功)

BOOL WINAPI CryptGetUserKey(

HCRYPTPROV hProv,

DWORD dwKeySpec,

HCRYPTKEY* phUserKey

);

参数比较简单，只谈谈第二次参数，它可以是AT_KEYEXCHANGE(交换密钥) or AT_SIGNATURE(签名密钥)，例如：

CryptGetUserKey(hCryptProv,AT_KEYEXCHANGE,&hKey)

4，产生一个随机的交换密钥或者公/私钥对

BOOL WINAPI CryptGenKey(

HCRYPTPROV hProv,

ALG_ID Algid,

DWORD dwFlags,

HCRYPTKEY* phKey

)；

ALG_ID 表明产生私钥所使用的算法。有如下参数：

微软

提供的基本算法

CALG_MD2，CALG_MD5，CALG_SHA，CALG_SHA1，CALG_MAC，CALG_HMAC，CALG_SSL3_SHAMD5，CALG_MD2，CALG_MD2

CALG_RSA_SIGN，CALG_RSA_KEYX，CALG_RC2，CALG_RC4，CALG_DES

微软

提供的增强型算法：

CALG_MD2，CALG_MD5，CALG_SHA，CALG_SHA1

CALG_MAC，CALG_HMAC ，CALG_SSL3_SHAMD5，CALG_RSA_SIGN，CALG_RSA_KEYX，CALG_RC2，CALG_RC4，CALG_DES，CALG_3DES_112，CALG_3DES

使用DH的CSP有如下两个参数，CALG_DH_EPHEM，CALG_DH_SF

使用公开密钥算法：AT_KEYEXCHANGE，AT_SIGNATURE

dwFlags,，表示密钥使用的长度，参数可以为0，采用默认的密钥长度。或者是进行如下几个参数的或：

CRYPT_ARCHIVABLE：表示在句柄在关闭之前都能够被导出

CRYPT_CREATE_SALT：表示密钥按照一个salt value来随机产生。

CRYPT_EXPORTABLE：表示密钥可以从CSP中导出到BLOB，因为会话密钥产生是必须可导出的，所以必须设置

CRYPT_NO_SALT：表示没有SALT VALUE获取allocated for a forty-bit symmetric key

CRYPT_PREGEN：表示在DH或者DSS密钥产生必须有个初始化。

例如：CryptGenKey(hCryptProv,AT_KEYEXCHANGE,0,&hKey)

5，释放CSP句柄

BOOL WINAPI CryptReleaseContext(

HCRYPTPROV hProv,

DWORD dwFlags //保留字，现在必须为0

);

6，为CSP增加一个reference count(用来跟踪COM对象的整数值，当对象创建，值为1。每次对对象的操作都将增加，而对对象的关闭将减少，当值为0是，对象释放，所以与对象相关操作将无效)

BOOL WINAPI CryptContextAddRef(

HCRYPTPROV hProv,

DWORD* pdwReserved, //保留字，必须为NULL

DWORD dwFlags //保留字，必须为0

);

二：Deriving a Session Key from a Password

1，连接CSP

2，使用CryptCreateHash产生一个空的HASH对象

3，对密码进行HASH处理

4，释放HASH以及密码对象

5，释放CSP

下面是具体的步骤：

1，CryptCreateHash初始化一个HASH对象

BOOL WINAPI CryptCreateHash(

HCRYPTPROV hProv, //in

ALG_ID Algid, //in

HCRYPTKEY hKey, //in

DWORD dwFlags, //in保留字，必须为0

HCRYPTHASH* phHash //out

);

第二个参数是指定HASH算法，有CALG_HMAC,CALG_MAC,CALG_MD2,CALG_MD5,CALG_SHA,CALG_SHA1,CALG_SSL3_SHAMD5。第三个参数对于那些keyed hash，例如HMAC，MAC算法。但是nonkeyed算法，必须设置为0。

2，CryptHashData对数据使用HASH

BOOL WINAPI CryptHashData(

HCRYPTHASH hHash, //in,HASH对象句柄

BYTE* pbData, //in,待HASH的数据

DWORD dwDataLen, //in,待HASH数据的长度，当dwFlags为CRYPT_USERDATA为0时，必须为0

DWORD dwFlags //in,一般为0，或者为CRYPT_USERDATA(用在用户进入

系统

时需要输入PIN)

);

3，CryptDeriveKey从某一数据产生会话密钥，他有点类似CryptGenKey，但是他产生的会话密钥来自固定数据，而CryptGenKey是随机产生的。并且不能产生公/私钥对

BOOL WINAPI CryptDeriveKey(

HCRYPTPROV hProv, //in,CSP句柄

ALG_ID Algid, //in,指定的算法，类似CryptGenKey

HCRYPTHASH hBaseData, //in,HASH对象的句柄

DWORD dwFlags, //in,指定产生密钥的类型

HCRYPTKEY* phKey //in,out产生的密钥句柄地址

);

例如：CryptDeriveKey(hCryptProv, CALG_RC2, hHash, CRYPT_EXPORTABLE, &hKey)

4，CryptDestroyHash(hHash);

5, CryptDestroyKey(hKey);

6, 在这里发现一个不错的函数，就是那种提示输入密码的命令行(屏幕只会出现***)

void GetConsoleInput(char* strInput, int intMaxChars)

{

char ch;

char minChar = ' ';

minChar++;

ch = getch();

while (ch != '\r')

{

if (ch == '\b' && strlen(strInput) > 0)

{

strInput[strlen(strInput)-1] = '\0';

printf("\b \b");

}

else if (ch >= minChar && strlen(strInput) < intMaxChars)

{

strInput[strlen(strInput)+1] = '\0';

strInput[strlen(strInput)] = ch;

putch('*');

}

ch = getch();

}

putch('\n');

}

三：Duplicating,setting and getting Session key

1,连接CSP

2,使用CryptGenKey产生一个会话密钥

3,CryptDuplicateKey复制会话密钥

4,CryptSetKeyParam改变密钥产生的过程

5,CryptGenRandom产生随机数

具体过程。

1，CryptDuplicateKe复制会话密钥

BOOL WINAPI CryptDuplicateKey(

HCRYPTKEY hKey, //in 会话密钥句柄

DWORD* pdwReserved, //in 保留字，必须为NULL

DWORD dwFlags, //in 保留字，必须为0

HCRYPTKEY* phKey //out 新的会话密钥

);

2,CryptSetKeyParam定制会话密钥的参数

BOOL WINAPI CryptSetKeyParam(

HCRYPTKEY hKey,

DWORD dwParam, //in 很多，具体请看MSDN

BYTE* pbData,

DWORD dwFlags //in 只有在dwParam=KP_ALGID才被使用

);

例如CryptSetKeyParam(hOriginalKey, KP_MODE, (BYTE*)&dwMode, 0)(dwMode = CRYPT_MODE_ECB)

3,CryptGenRandom为空间产生随机字节

BOOL WINAPI CryptGenRandom(

HCRYPTPROV hProv,

DWORD dwLen, //需要产生的随机比特数

BYTE* pbBuffer //需要返回数据的空间，这个pbBuffer可以等于CryptSetKeyParam的pbData

);

例如：CryptGenRandom(hCryptProv, 8, pbData)

4,CryptGetKeyParam获取密钥的一些参数

BOOL WINAPI CryptGetKeyParam(

HCRYPTKEY hKey,

DWORD dwParam, //in,参数众多

BYTE* pbData, //out，获取BYTE数据的指针

DWORD* pdwDataLen, //out，获取BYTE数据的长度

DWORD dwFlags //关键字，必须为0

);

例如：CryptGetKeyParam(hKey, KP_IV, pbData, &dwCount, 0)

四：Exporting a Session Key

1,连接CSP

2,CryptGetUserKey获取公/私钥对和交换密钥，公私钥用来签名，而交换密钥用来导出会话密钥

3,CryptGenKey产生会话密钥

4,CryptExportKey创建简单包含有会话密钥的key BLOB

5,释放处理：

具体过程：

1,CryptExportKey函数导出密钥

BOOL WINAPI CryptExportKey(

HCRYPTKEY hKey, //需要导出的密钥句柄

HCRYPTKEY hExpKey, //将待导出密钥用交换密钥进行加密，假如是公开的BLOG当然就设置为0

DWORD dwBlobType, //指定导出的密钥BLOB类型。六个参数见MSDN

DWORD dwFlags, //CRYPT_DESTROYKEY，CRYPT_SSL2_FALLBACK，CRYPT_OAEP

BYTE* pbData, //导出的数据指针，以后就可以将这个数据写如磁盘或者别的任务。

DWORD* pdwDataLen //导出的数据长度

);

例如：CryptExportKey(hKey, hXchgKey, SIMPLEBLOB, 0, pbKeyBlob, &dwBlobLen)

2，CryptImportKey将密钥从BLOB转换到CSP中

BOOL WINAPI CryptImportKey(

HCRYPTPROV hProv, //CSP句柄

BYTE* pbData, //待转换的BLOB数据

DWORD dwDataLen, //待转换的数据长度

HCRYPTKEY hPubKey, //对BLOB解密的公钥，譬如上面是用交换密钥密钥加密的，就用交换密钥解密

DWORD dwFlags, //目前还只应用在当一对公/私钥从PRIVATEKEYBLOB中加入CSP中这种情况。

HCRYPTKEY* phKey //out导入的密钥

);

例如：CryptImportKey(hProv,pbKeyBlob,dwBlobLen,0,0,&hPubKey)

五：Encoding and Decoding Messages

编码的处理过程

1，将待编码的数据转化为合适的格式，使用

2，调用CryptMsgOpenToEncode，passing the necessary argument;

3, 调用CryptMsgUpdate函数多次，最后一次调用时，将final参数设置为true

4, 调用CryptMsgGetParam来获取一个需要得到的参数。

5, 调用CryptMsgClose来关闭消息

解码的处理过程

1，检查申请的放编码后数据的空间，利用函数CryptMsgCalculateEncodedLength.

2，调用函数CryptMsgOpenToDecode,passing the necessary argument；

3，调用CryptMsgUpdate一次，这将导致合适的动作去处理信息，以来于信息的格式

4，一些额外的处理，例如额外的解密或者是验证，调用CryptMsgControl,

5，调用CryptMsgGetParam来获取需要得到的参数

6，调用CryptMsgClose来关闭消息

具体的函数介绍：

1，CryptMsgCalculateEncodedLength计算所需要的存储编码的最大空间值

DWORD WINAPI CryptMsgCalculateEncodedLength(

DWORD dwMsgEncodingType,//指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING

DWORD dwFlags,

DWORD dwMsgType,

const void* pvMsgEncodeInfo, //in 指向待编码的数据，数据类型依赖于dwMsgType

LPSTR pszInnerContentObjID,

DWORD cbData //in 比特数的容量

);

第二个参数：CMSG_BARE_CONTENT_FLAG，CMSG_DETACHED_FLAG，CMSG_CONTENTS_OCTETS_FLAG，CMSG_CMS_ENCAPSULATED_CONTENT_FLAG

第三个参数：CMSG_DATA,CMSG_SIGNED,CMSG_ENVELOPED,CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED,CMSG_HASHED,CMSG_ENCRYPTED

第五个参数：szOID_RSA_data,szOID_RSA_signedData,szOID_RSA_envelopedData,szOID_RSA_signEnvData,szOID_RSA,digestedData ,

szOID_RSA_encryptedData,SPC_INDIRECT_DATA_OBJID,NULL

返回值：返回需要的一个加密信息所需要的长度

2，CryptMsgOpenToEncode打开一个消息以便进行编码，返回打开消息的句柄

HCRYPTMSG WINAPI CryptMsgOpenToEncode(

DWORD dwMsgEncodingType, //指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING

DWORD dwFlags,

DWORD dwMsgType,

const void* pvMsgEncodeInfo,

LPSTR pszInnerContentObjID, //和CryptMsgCalculateEncodedLength一样

PCMSG_STREAM_INFO pStreamInfo //当流没被使用时，该参数为NULL

);

第二个参数：CMSG_BARE_CONTENT_FLAG,CMSG_DETACHED_FLAG,CMSG_CONTENTS_OCTETS_FLAG,CMSG_CMS_ENCAPSULATED_CONTENT_FLAG,

CMSG_CRYPT_RELEASE_CONTEXT_FLAG

第三个参数：

CMSG_DATA(Not used),CMSG_SIGNED,CMSG_SIGNED_ENCODE_INFO,CMSG_ENVELOPED,CMSG_ENVELOPED_ENCODE_INFO

CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED(Not currently implemented),CMSG_HASHED

3，CryptMsgOpenToDecode打开一个消息以便进行解码，返回打开消息的句柄

CRYPTMSG WINAPI CryptMsgOpenToDecode(

DWORD dwMsgEncodingType, //指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING

DWORD dwFlags, //CMSG_DETACHED_FLAG，CMSG_CRYPT_RELEASE_CONTEXT_FLAG

DWORD dwMsgType, //CMSG_DATA,CMSG_ENVELOPED,CMSG_HASHED,CMSG_SIGNED,CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED

HCRYPTPROV hCryptProv, //指定使用HASHING的句柄，一般设置为0

PCERT_INFO pRecipientInfo,//保留字，必须为NULL

PCMSG_STREAM_INFO pStreamInfo//假如流没被使用，必须为NULL

);

4，CryptMsgUpdate增加内容到加密信息中

BOOL WINAPI CryptMsgUpdate(

HCRYPTMSG hCryptMsg, //待更新的加密信息句柄

const BYTE* pbData, //待编码/解码的数据

DWORD cbData, // pbData 的数据长度

BOOL fFinal

);

第四个参数：当CMSG_DETACHED_FLAG没有设置，并且信息由CryptMsgOpenToDecode或CryptMsgOpenToEncode打开，那么fFinal被设置为TRUE，并且CryptMsgUpdate只被调用一次。当CMSG_DETACHED_FLAG被设置，并且信息由 CryptMsgOpenToEncode打开，那么仅在最后一次调用CryptMsgUpdate才被设置为TRUE。当CMSG_DETACHED_FLAG被设置，并且信息由CryptMsgOpenToDecode打开，那么仅在信息头单独被处理时CryptMsgUpdate才被设置为TRUE。

5，CryptMsgGetParam在数据编码/解码后获取参数

BOOL WINAPI CryptMsgGetParam(

HCRYPTMSG hCryptMsg, //in 信息句柄

DWORD dwParamType, //in 参数众多，参见MSDN

DWORD dwIndex, //in 可适用的返回参数句柄,假如参数没有被获取，则被忽略或则为0

void* pvData, //out 获取的数据指针

DWORD* pcbData //in,out数据长度

);

6，CryptMsgClose关闭信息句柄

BOOL WINAPI CryptMsgClose(

HCRYPTMSG hCryptMsg

);

具体的例子：

cbEncodedBlob = CryptMsgCalculateEncodedLength(

MY_ENCODING_TYPE, // Message encoding type

0, // Flags

CMSG_DATA, // Message type

NULL, // Pointer to structure

NULL, // Inner content object ID

cbContent)) // Size of content

hMsg = CryptMsgOpenToEncode(

MY_ENCODING_TYPE, // Encoding type

0, // Flags

CMSG_DATA, // Message type

NULL, // Pointer to structure

NULL, // Inner content object ID

NULL)) // Stream information (not used)

CryptMsgUpdate(

hMsg, // Handle to the message

pbContent, // Pointer to the content

cbContent, // Size of the content

TRUE)) // Last call

{

CryptMsgGetParam(

hMsg, // Handle to the message

CMSG_BARE_CONTENT_PARAM, // Parameter type

0, // Index

pbEncodedBlob, // Pointer to the BLOB

&cbEncodedBlob)) // Size of the BLOB

CryptMsgClose(hMsg);

hMsg = CryptMsgOpenToDecode(

MY_ENCODING_TYPE, // Encoding type.

0, // Flags.

CMSG_DATA, // Look for a data message.

NULL, // Cryptographic provider.

NULL, // Recipient information.

NULL)) // Stream information.

posted on 2006-07-05 23:18 david.turing 阅读(3335) 评论(1) 编辑收藏所属分类: CryptoAPI

Java调用CryptoAPI,CryptoAPI第一天

相关阅读

相关文章

相关问答

相关文档