实验一-密码引擎-加密API研究
密码引擎API的主要标准和规范包括：
- 微软的Crypto API
- RSA公司的PKCS#11标准
- 中国商用密码标准：GM/T 0016-2012 智能密码钥匙密码应用接口规范，GM/T 0018-2012密码设备应用接口规范等
一、Crypto API
Crypto API作为一部分 Microsoft Windows 提供的应用程序编程接口(API) ，提供了一组允许应用程序在对用户的敏感私钥数据提供保护时，以灵活的方式对数据进行加密或数字签名的函数，而实际的加密操作是由称为加密服务提供程序 (CSP) 的独立模块执行。
Crypto API函数使用“加密服务提供者”(CSP) 完成数据加密、解密以及密钥的存储管理、所有的CSP都是相互独立的模块。CSP与应用程序之间的关系类似于Windows GDI模型，CSP就类似于图形硬件驱动程序。
Crypto API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。
Crypto API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）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。
二、PKCS# 11
PKCS# 11标准定义了与密码令牌（如硬件安全模块(HSM)和智能卡）的独立于平台的API，API定义了最常用的加密对像类型（RSA密钥，X.509证书，DES / 三重DES密钥等）以及使用，创建/生成，修改和删除这些对象所需的所有功能。
PKCS# 11只提供了接口的定义， 不包括接口的实现，一般接口的实现是由设备提供商提供的。
三、GM/T 0016-2012 智能密码钥匙密码应用接口规范
本标准规定了基于PKI密码体制的智能密码钥匙密码应用接口，描述了密码应用接口的函数数据类型、参数的定义和设备的安全要求。
本标准适用于智能密码钥匙产品的研制、使用和检测。
智能密码钥匙密码应用接口位于智能密码钥匙应用程序与设备之间，如下图所示。
设备管理系列函数：
应用管理系列函数：
容器管理系列函数：
密码服务系列函数：
四、GM/T 0018-2012密码设备应用接口规范
本标准规定了公钥密码基础设施应用技术体系下服务类密码设备的应用接口标准。
本标准适用于服务类密码设备的研制、使用，以及基于该类密码设备的应用开发，也可用于指导该类密码设备的检测。
设备管理类函数：
密钥管理类函数：
非对称算法运算类函数
对称算法运算类函数
杂凑运算类函数
用户文件操作类函数
GMT 0016-2012
下列缩略语适用于本部分：
ECC：椭圆曲线算法(Elliptic Curve Cryptography)
IPK：内部加密公钥(Internal Public Key)
ISK：内部加密私钥(Internal Private Key)
EPK:外部加密公钥(External Public Key)
KEK:密钥加密密钥(Key Encrypt Key)
GM/T 0006设备定义信息如下：
实际数字结构定义：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;
GB/T 0018-2012
**# define RSAref_MAX_BIT S2048
**# define RSAref_MAX_LEN
((RSAref_MAX_BITS+7)/8)
**# define RSAref_MAX_PBITS
((RSAref_MAX_BITS+1)/2)
**#define RSAref_MAX_PLEN
((RSAref_MAX_PBITS+7)/8)
typedef struct RSArefPublicKey_st
unsigned int bits;
unsigned char m[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char e[RSAref_MAX_LEN];
}RSArefPublicKey;
typedef struct RSArefPrivateKey_st
{
unsigned int bits;
unsigned char m[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char e[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char d[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char prime[2][RSAref_MAX_PLEN]; unsigned char pexp[2][RSAref_MAX_PLEN]; unsigned char coef RSArefMAX_PLEN];
}RSArefPrivateKey;
ECC加密如下：
//******************************************
//设备管理
//******************************************
/*
功能：打开密码设备，返回设备句柄。
参数：
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
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(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_CloseDevice(void hDeviceHandle);
/*
功能： 创建与密码设备的会话。
已打开的设备句柄
hDeviceHandlein]参数：h
phessionHiandle[out]
返回与密码设备建立的新会话句柄成功
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_OpenSession(void hDeviceHandle, void** phSessionHandle);
/*
功能：关闭与密码设备已建立的会话，并释放相关资源。
参数：hSessionHandle[in] 与密码设备已建立的会话句柄
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_CloseSesson(void hSessionHandle);
/*
功能：获取密码设备能力描述。
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
pstDevicelnfo[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(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GetDeviceInfo(
void hSessionHandle,
DEVICEINFO* pstDeviceInfo);
/*
功能：获取指定长度的随机数。
参数：
hSessonHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiLegth[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(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GenerateRandom(
void hSessionHandle,
unsigned int uiLength,
unsigned char* pucRandom);
/*
功能：获取密码设备内部存储的指定索引私钥的使用权。
参数：
hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储私钥的索引值
pucPassword[in] 使用私钥权限的标识码
uiPwdLength[in] 私钥访问控制码长度，不少于8 字节
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GetPrivateKeyAccessRight(
void hSessionHandle,
unsigned int uiKeyIndex,
unsigned char* pucPassword,
unsigned int uiPwdLength);
/*
功能：释放密码设备存储的指定索引私钥的使用授权。
参数：
hSessonHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储私钥索引值成功
返回值∶0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_ReleasePrivateKeyAccessRight(
void hSessionHandle,
unsigned int uiKeyIndex);
