实验一-密码引擎-加密API实现与测试
实验一-密码引擎-加密API实现与测试
1 下载并查找GMT 0018-2012密码设备应用接口规范原始文档进行学习 （5分）
2 实现GMT 0018-2012密码设备应用接口规范的接口函数，至少实现：
1）设备管理中的打开设备，关闭设备，获取设备信息，产生随机数（4分）
2）密钥管理导出 ECC 签名公钥;SDF_ExportSignPublicKey_ECC I.导出 ECC加密公钥∶SDF_ExportEncPublicKey_ECC J. 产生 ECC非对称密钥对并输出∶SDF_GenerateKeyPair_ECC K. （6分）
3）非对称算法（至少支持SM2）：外部密钥 ECC验证∶SDF_ExternalVerify_ECC ，内部密钥 ECC签名;SDF_InternalSign_ECC ，内部密钥 ECC验证∶SDF_InternalVerify_ECC 外部密钥 ECC加密∶SDF_ExternalEncrypt_ECC （8分）
4）对称算法（至少支持SM4）∶SDF_Encrypt 对称解密∶SDF_Dccrypt 计算 MAC∶SDF_CalculateMAC（6分）
5）杂凑算法（至少支持SM3）：杂凑运算初始化∶SDF_HashInit· 多包杂凑运算∶SDF_HashUpdate· 杂凑运算结束∶SDF_HashFinal（6分）
密钥管理要求（10分）
基于本标准设计、开发的密码设备在密钥管理方面，应满足以下要求; 1）设备密钥的使用不对应用系统开放; 2） 密钥必须用安全的方法产生并存储;
3） 在任何时间、任何情况下，除公钥外的密钥均不能以明文形式出现在密码设备外; 4） 密码设备内部存储的密钥应具备有效的密钥保护机制，防止解剖、探测和非法读取; 5） 密码设备内部存储的密钥应具备权限控制机制，防止非法使用和导出。
设备状态要求（5分）
基于本标准设计、开发的密码设备在设备状态方面，应满足以下要求; 1） 密码设备应具有初始和就绪两个状态;
2） 未安装设备密钥的密码设备应处干初始状态，已安装设备密钥的密码设备应处于就绪状态; 3） 在初始状态下，除可读取设备信息、设备密钥的生成或恢复操作外，不能执行任何操作，生成或恢复设备密钥后，密码设备处于就绪状态;
4） 在就绪状态下，除设备密钥的生成或恢复操作外，应能执行任何操作; 5） 在就绪状态下进行的密钥操作，设备操作员应经过密码设备的认证。
学习GMT 0018-2012密码设备应用接口规范原始文档
基础密码服务包括密钥生成、单一的密码运算、文件管理等服务。
本标准采用C语言描述接口函数，无特别说明时，函数中参数的长度单位均为字节数。
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设备管理类函数
打开设备：SDF_OpenDevice
关闭设备：SDF_CloseDevice
创建会话：SDF_OpenSession
关闭会话：SDF_CloseSession
获取设备信息：SDF_GetDeviceInfo
产生随机数：SDF_GenerateRandom
获取私钥使用权限：SDF_GetPrivateKeyAccessRight
释放私钥使用权限：SDF_ReleasePrivateKeyAccessRight -
密钥管理类函数
导出 RSA 签名公钥:SDF_ExportSignPublicKey_RSA
导出 RSA 加密公钥:SDF_ExportEncPublicKey_RSA
产生RSA非对称密钥对并输出:SDF_GenerateKeyPair_RSA
生成会话密钥并用内部RSA公钥加密输出：SDF_GenerateKeyWithIPK_RSA
生成会话密钥并用外部RSA公钥加密输出：SDF_GenerateKeyWithEPK_RSA
导人会话密钥并用内部RSA私钥解密：SDF_ImportKeyWithISK_RSA
基于 RSA 算法的数宇信封转换：SDF_ExchangeDigitEnvelopeBaseOnRSA
导出 ECC 签名公钥：SDF_ExportSignPublicKey_ECC
导出 ECC 加密公钥:SDF_ExportEncPublicKey_ECC
产生ECC非对称密钥对并输出：SDF_GenerateKeyPair_ECC
生成会话密钥并用内部ECC公钥加密输岀：SDF_GenerateKeyWithIPK_ECC
生成会话密钥并用外部ECC公钥加密输出：SDF_GenerateKeyWithEPK_ECC
导入会话密钥并用内部ECC私钥解密：SDFJmportKeyWithlSKJECC
生成密钥协商参数并输出：SDF_GenerateAgreementDataWithECC
计算会话密钥:SDF_GenerateKey WithECC
产生协商数据并计算会话密钥:SDF_GenerateAgreementDataAndKeyWithECC
基于 ECC算法的数字信封转换：SDF_ExchangeDigitEnvelopeBaseOnECC
生成会话密钥并用密钥加密密钥加密输出: SDF_GenerateKeyWithKEK
导入会话密钥并用密钥加密密钥解密：SDF_ImportKeyWithKEK
销毁会话密钥:SDF_DestroyKey -
非对称算法运算类函数
外部公钥 RSA 运算:SDF_ExternalPublicKeyOperation_RSA
内部公钥 RSA 运算:SDF_InternalPublicKeyOperation_RSA
内部私钥 RSA 运算：SDF_InternalPrivateKeyOperation_RSA
外部密钥 ECC 验证:SDF_ExternalVerify_ECC
内部密钥 ECC 签名:SDF_InternalSign_ECC
内部密钥 ECC 验证:SDF_InternalVerify_ECC
外部密钥 ECC 加密:SDF_ExternalEncrypt_ECC -
对称算法运算类函数
对称加密：SDF_Encrypt
对称解密：SDF_Decrypt
计算MAC:SDF_CalculateMAC -
杂凑运算类函数
杂凑运算初始化：SDF_HashInit
多包杂凑运算：SDF_HashUpdate
杂凑运算结束：SDF_HashFinal
实现GMT 0018-2012密码设备应用接口规范的接口函数
设备管理
/*
功能：打开密码设备。返回设备句柄
参数：phDeviceHandle[out]
返回值：0 成功； 非0 失败，返回错误码
*/
int SDF_OpenDevice(void ** phDeviceHandle);
/*
功能：关闭密码设备，并释放相关资源
参数：hDeviceHandle[in] 已打开的设备句柄
返回值：0 成功； 非0 失败，返回错误代码
*/
int SDF_CloseDevice(void ** hDeviceHandle);
/*
功能：获取设备信息
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
pstDevcenfo [our] 设备能力描述信息，内容及格式见设备信息定义成功
返回值∶0 成功；非0 失败，返回错误代码
*/
int SDF_GeitDevicelnfo(void * hSesionHandle,DEVICEINFO * pstDevicelnfo);
/*
功能：获取指定长度的随机数
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiLength[in] 欲获取的随机数长度
pucRandom[out] 缓冲区指针，用于存放获取的随机数
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_GetDeviceInfo(void * hSessionHandle, DEVICEINFO * pstDeviceInfo);
*/
密钥管理
/*
功能：导出密码设备内部存储的指定索引位置的签名公钥
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储的ECC密钥对索引
pucPublicKey[out] ECC公钥结构
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_ExportSignPublicKey_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiKeyIndex, ECCrefPublicKey * pucPublicKey);
*/
/*
功能：导出密码设备内部存储的指定索引位置的加密公钥
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储的ECC密钥对索引
pucPublicKey[out] ECC公钥结构
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_ExportEncPublicKey_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiKeyIndex, ECCrefPublicKey * pucPublicKey);
*/
/*
功能：请求密码设备产生指定类型和模长的ECC密钥对
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiAlgID[in] 指定算法标识
uiKeyBits[in] 指定密钥长度
pucPublicKey ECC公钥结构
pucPrivateKey ECC私钥结构
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_GenerateKeyPair_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiAlgID, unsigned int uiKeyBits, ECCrefPublicKey * pucPublicKey, ECCrefPrivateKey * pucPrivateKey);
*/
非对称算法
/*
功能：使用外部ECC公钥对ECC签名值进行验证运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiAlgID[in] 算法标识，指定使用的ECC算法
pucPublicKey[in] 外部ECC公钥结构
pucDataInput[in] 缓冲区指针，用于存放外部输入的数据
uiInputLength[in] 输入的数据长度
pucSignatre[in] 缓冲区指针，用于存放输入的签名值数据
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_ExternalVerify_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiAlgID, ECCrefPublicKey * pucPublicKey, unsigned char * pucDataInput, unsigned int uiInputLength, ECCSignature * pucSignatre);
*/
/*
功能：使用内部ECC私钥对数据进行签名运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiISKIndex[in] 密码设备内部存储的ECC签名私钥的索引值
pucData[in] 缓冲区指针，用于存放外部输入的数据
uiDataLength[in] 输入的数据长度
pucSignature[in] 缓冲区指针，用于存放输入的签名值数据
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_InternalSign_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiISKIndex, unsigned char * pucData, unsigned int uiDataLength, ECCSignature * pucSignature);
*/
/*
功能：使用内部ECC公钥对ECC签名值进行验证运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiISKIndex[in] 密码设备内部存储的ECC签名公钥的索引值
pucData[in] 缓冲区指针，用于存放外部输入的数据
uiDataLength[in] 输入的数据长度
pucSignature[in] 缓冲区指针，用于存放输入的签名值数据
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_InternalVerify_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiISKIndex, unsigned char * pucData, unsigned int uiDataLength, ECCSignature * pucSignature);
*/
/*
功能：使用外部ECC公钥对数据进行加密运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiAlgID[in] 算法标识，指定使用的ECC算法
pucPublicKey[in] 外部ECC公钥结构
pucData[in] 缓冲区指针，用于存放外部输入的数据
uiDataLength[in] 输入的数据长度
pucEncData[out] 缓冲区指针，用于存放输出的数据密文
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_ExternalEncrypt_ECC(void * hSessionHandle, unsigned int uiAlgID, ECCrefPublicKey * pucPublicKey, unsigned char * pucData, unsigned int uiDataLength, ECCCipher * pucEncData);
*/
对称算法
/*
功能：使用指定的密钥句柄和IV对数据进行对称加密运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
hKeyHandle[in] 指定的密钥句柄
uiAlgID[in] 算法标识，指定对称加密算法
pucIV[in|out] 缓冲区指针，用于存放输入和返回的IV数据
pucData[in] 缓冲区指针，用于存放输入的数据明文
uiDataLength[in] 输入的数据明文长度
pucEncData[out] 缓冲区指针，用于存放输出的数据密文
puiEncDataLength[out] 输出的数据密文长度
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_Encrypt(void * hSessionHandle, void * hKeyHandle, unsigned int uiAlgID, unsigned char * pucIV, unsigned char * pucData, unsigned int uiDataLength, unsigned char * pucEncData, unsigned int * puiEncDataLength);
*/
/*
功能：使用指定的密钥句柄和IV对数据进行对称解密运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
hKeyHandle[in] 指定的密钥句柄
uiAlgID[in] 算法标识，指定对称加密算法
pucIV[in|out] 缓冲区指针，用于存放输入和返回的IV数据
pucEncData[in] 缓冲区指针，用于存放输出的数据密文
uiEncDataLength[in] 输入的数据密文长度
pucData[out] 缓冲区指针，用于存放输出的数据明文
puiDataLength[out] 输出的数据明文长度
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_Decrypt(void * hSessionHandle, void * hKeyHandle, unsigned int uiAlgID, unsigned char * pucIV, unsigned char * pucEncData, unsigned int uiEncDataLength, unsigned char * pucData, unsigned int * puiDataLength);
*/
/*
功能：使用指定的密钥句柄和IV对数据进行MAC运算
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
hKeyHandle[in] 指定的密钥句柄
uiAlgID[in] 算法标识，指定MAC加密算法
pucIV[in|out] 缓冲区指针，用于存放输入和返回的IV数据
pucData[in] 缓冲区指针，用于存放输出的数据明文
uiDataLength[in] 输出的数据明文长度
pucMAC[out] 缓冲区指针，用于存放输出的MAC值
pucMACLength[out] 输出的MAC值长度
返回值：0 成功；非0 失败，返回错误代码
int SDF_CalculateMAC(void * hSessionHandle, void * hKeyHandle, unsigned int uiAlgID, unsigned char * pucIV, unsigned char * pucData, unsigned int uiDataLength, unsigned char * pucMAC, unsigned int * puiMACLength);
*/
杂凑算法
杂凑运算初始化∶SDF_HashInit
多包杂凑运算∶SDF_HashUpdate
杂凑运算结束∶SDF_HashFinal
密钥管理类函数实现
实现接口函数
- 结构体
typedef struct DeviceInfo_st{
unsigned char IssuerName[40];
unsigned char DeviceName[16];
unsigned char DeviceSerial[16];
unsigned int DeviceVersion;
unsigned int StandardVersion;
unsigned int AsymAlgAbility[2];
unsigned int SymAlgAbility;
unsigned int HashAlgAbility;
unsigned int BufferSize;
}DEVICEINFO;
- 打开设备
int SDF_OpenDevice(void* phDeviceHandle);
- 关闭设备
int SDF_CloseDevice(void hDeviceHandle);
- 获取设备信息
int SDF_GetDeviceInfo(
void hSessionHandle,
DEVICEINFO* pstDeviceInfo);
- 产生随机数
int SDF_GenerateRandom(
void hSessionHandle,
unsigned int uiLength,
unsigned char* pucRandom);
相关代码
- 代码链接
码云 - 截图
