在C#工程中使用OPENSSL
C#与C++/CLI的结合
建议读者范围：有一定的C#2.0 和C或者C++的语言基础，并且对.Net互操作性有一定的了解
源程序下载地址：https://files.cnblogs.com/sleepingwit/Certificate.rar
总述
OPENSSL是一个开源的广为使用的开源信息安全SDK，然而该SDK的官方版本是用C/C++语言编写的，因此该SDK的程序不能直接在.Net的虚拟机上运行。笔者最近的一个项目需要生成PKCS#12（*.pfx）的数字证书,并且要提供PKCS#12证书到X509(*.cer)证书的转换功能.由于.NET的功能不够完善等诸多原因，笔者不能够很好的使用.Net Framework 2.0 来完成上述功能。OPENSSL可以实现笔者需要的功能，但是无法做到与我们的C#程序交互，经过多次试验，笔者最终采用了C#与C++/CLI结合的方式来实现上述功能——C#程序生成pfx证书并提供pfx到cer证书的转换。
C++/CLI
在.Net Framework 2.0中，微软将Manage C++升级为C++/CLI，我们且不关注该改进的优缺点，在这里我们只关心我们需要的功能。C++/CLI之所以能够满足我们的需要，是因为他提供了一个很好的源代码级的.Net与本机代码的互操作功能。.Net与本机互操作可以有三种方式[2]：
（1）基于P/Invoke的DLL互操作；
（2）COM互操作；
（3） C++ Interop.
第三种C++ Interop是C++/CLI独有的源代码级在操作，该机制允许我们在有源代码的情况下轻松的高性能的实现本机（Native）与托管（.Net）程序的交互。当然，尽管C++ Interop是三者中性能最高的，但是在没有源代码的情况下是无法使用这中机制的。对于笔者的这个项目，C++ Interop刚好能满足笔者的需要。
项目实例
Native C++ 使用OPENSSL 生成数字证书
笔者使用的OPENSSL版本为0.9.8 下载页面为http://www.openssl.org/source/
下载并编译好OPENSSL后导入我们的C++ 工程中，我们使用如下的代码来生成证书
具体的源代码请参考附件
Code
/***********************************************************************************************************
FileName: CertificateCLI.h
Author: Lu Wei
CreateDate:2008-07-19
Description: class defination of certificate implement
**********************************************************************************************************/
#pragma once
using namespace System;
using namespace System::Runtime::InteropServices;
namespace CertificateCLI {
// C++/CLI class implement certificate operation
static class CertificateNative
{
private:
CertificateNative(){}
private:
//Generate Priva key , in this project it used for generate CA private key
static int GeneratePrivateKey(BYTE *bpPriKey,int *ipPriKeyLen);
//Generate PKCS#12 certificate
static int CreateP12FromPrivateKey(BYTE *bpCAPriKey, int iCAPriKeyLen, int iValidDay, BYTE *bpP12, int *ipP12Len, char *pszP12Pwd,char* pszName, char *pszSubjectName, char *pszOrganizational,char *pszOrganizationName, char *pszEmail, char *pszCountryRegion );
//Export PKCS#12 information to X509 certificate
static int ParseP12Certificate(char *szP12Pwd,BYTE *bpP12,int iP12Len,BYTE *bpOutCert,int *ipCertLen);
public:
// mid-interface with .NET lanuguage and native C++
static int GenerateP12Certificate(char* strName,char* strOrganizational,char* strOrganizationName,char* strEmail,char* strCountryRegion,char* strPassword,char* strSavePath);
static int ExportX509Certificate(char* strSource,char* strSavePath,char* strPassword);
};
// .NET class that supply Interface used by .Net language
public ref class CertificateNet
{
private:
CertificateNet(){}
public:
static System::Int32 GenerateP12Certificate(System::String^ strName, System::String^ strOrganizational, System::String^ strOrganizationName, System::String^ strEmail, System::String^ strCountryRegion,
System::String^ strPassword, System::String^ strSavePath);
static System::Int32 ExportX509Certificate(System::String^ strSource,System::String^ strSavePath,System::String^ strPassword);
};
}
大家可以看到我使用了两个类来封装需要的功能，一个是native C++类，用来实现native C++与openssl的交互，另一个是C++/CLI类，用来实现Native C++到.Net Framework的交互。从下面这小段代码可以看出我是如何做的交互（CertificateCLI.cpp）：
对了，就是这个static_cast<char*> 。实现了我们需要的功能，不过笔者的交互比较简单，如果需要更深入交互，可能带来更多的问题，比如内存泄露之类的，更深入的研究需要读者参考MSDN。现在我们来看看怎么在C#中使用它。
System::Int32 CertificateNet::ExportX509Certificate(System::String ^strSource, System::String ^strSavePath, System::String ^strPassword)
{
IntPtr ipSource = Marshal::StringToHGlobalAnsi(strSource);
IntPtr ipSavePath = Marshal::StringToHGlobalAnsi(strSavePath);
IntPtr ipPassword = Marshal::StringToHGlobalAnsi(strPassword);
char *szSource = static_cast<char*>(ipSource.ToPointer());
char *szSavePath = static_cast<char*>(ipSavePath.ToPointer());
char *szPassword = static_cast<char*>(ipPassword.ToPointer());
System::Int32 status = CertificateNative::ExportX509Certificate(szSource,szSavePath,szPassword);
return status;
}
在C#中使用封装后的代码
.Net的公共语言接口（CLI）使得我们很容易能够用C#来调用上面的代码
/// <summary>
/// Export PKCS#12 file to X509 certificate
/// </summary>
/// <param name="strSource">the pfx file path</param>
/// <param name="strSavePath">where to save exported certificate</param>
/// <param name="strPassword">password</param>
/// <returns></returns>
public static int ExportP12Certificate(string strSource, string strSavePath, string strPassword)
{
int status = CertificateNet.ExportX509Certificate(strSource, strSavePath, strPassword);
return status;
}
这段代码显示了我们是如何调用C++/CLI生成的DLL中的方法。至此，我们实现了在C#工程中使用OPENSSL。
结束
在笔者的项目中，只使用很小的一部分OPENSSL代码，因此维护起来较为容易，对于更复杂的代码，需要读者更加仔细。因为在Visual Studio 2005中，当你在写C#程序时，调式程序是不可以进入到C++/CLI的DLL的源代码中去的，从而使得使用笔者的方法来使用OPENSSL时必须尽可能更加严格的保证C++/CLI写的DLL的不会出错。
附录
[1] OPENSSL的官方网站是http://www.openssl.org/，如果读者想要进一步了解OPENSSL可以去访问，不过上面的资料较少，http://www.infosecurity.org.cn/forum/index.php 中国信息安全组织论坛上面有很多不错的资料，推荐给感兴趣的读者。笔者的项目中只用到了OPENSSL中很小的一个功能，冰山一角不足以窥全貌，有不足之处，望大家海涵。
[2] .Net 互操作性的相关资料可以参考MSDN,笔者的资料来源于李建忠老师的C++/CLI视频讲座—— Visual C++ 2005系列教程 参考课程：VC++ 2005(9)：非托管互操作
[3] 由于博客园的文件大小限制，笔者无法提供编译好的LIB文件（OPENSSL），不过所有的代码都在附件里面，笔者使用的是Visual Studio 2005 SP1 编译C++和C#。
