[网络协议]2021SC@SDUSC-源码分析1-核心运算函数

2021SC@SDUSC

gmssl/openssl中的模幂运算

1.第一种

下面函数可以进行更有效率的模乘和模除，假如在重复在同一模下重复进行模乘和模除计算，计算r=(a*b)%m 利用了recp=1/m

 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new(void);
 void BN_RECP_CTX_init(BN_RECP_CTX *recp);
 void BN_RECP_CTX_free(BN_RECP_CTX *recp);
 int BN_RECP_CTX_set(BN_RECP_CTX *recp, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 int BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
 BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);

2.第二种

下面函数采用蒙哥马利算法进行模幂计算，可以提高效率，他也主要应用于在同一模下进行多次幂运算

 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void);
 void BN_MONT_CTX_init(BN_MONT_CTX *ctx);
 void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont);
 int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy(BN_MONT_CTX *to, BN_MONT_CTX *from);
 int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
 BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
 int BN_from_montgomery(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 BN_CTX *ctx);
 int BN_to_montgomery(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 BN_CTX *ctx);
 

gmssl中的密文编码

GmSSL通过SM2_CIPHERTEXT_VALUE对象来表示密文数据结构，函数SM2_do_encrypt()和SM2_do_decrypt()可以生成SM2_CIPHERTEXT_VALUE对象及对其解密，函数SM2_CIPHERTEXT_VALUE_encode()和SM2_CIPHERTEXT_VALUE_decode()实现该对象的Plain编解码。

GmSSL的SM2_encrypt()和SM2_decrypt()在加解密的同时也完成SM2_CIPHERTEXT_VALUE对象的Plain编解码。

libgpucrypto中的加解密

rsa_context.cc
公钥加密

void rsa_context::pub_encrypt(unsigned char *out, int *out_len, 
		const unsigned char *in, int in_len)
{
	int bytes_needed = get_key_bits() / 8;
	assert(*out_len >= bytes_needed);

	assert(in_len <= max_ptext_bytes());

	*out_len = RSA_public_encrypt(in_len, in, out, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
	assert(*out_len != -1);
}

私钥解密

void rsa_context::priv_decrypt(unsigned char *out, int *out_len, 
		const unsigned char *in, int in_len)
{
#if 0
	if (is_crt_available()) {
		// This is only for debugging purpose.
		// RSA_private_decrypt() is enough.
		BIGNUM *c = BN_bin2bn(in, in_len, NULL);
		assert(c != NULL);
		assert(BN_cmp(c, rsa->n) == -1);

		BIGNUM *m1 = BN_new();
		BIGNUM *m2 = BN_new();
		BIGNUM *t = BN_new();

		BN_nnmod(t, c, rsa->p, bn_ctx);
		BN_mod_exp(m1, t, rsa->dmp1, rsa->p, bn_ctx);
		BN_nnmod(t, c, rsa->q, bn_ctx);
		BN_mod_exp(m2, t, rsa->dmq1, rsa->q, bn_ctx);
		
		BN_sub(t, m1, m2);
		BN_mod_mul(t, t, rsa->iqmp, rsa->p, bn_ctx);
		BN_mul(t, t, rsa->q, bn_ctx);
		BN_add(t, m2, t);

		int ret = remove_padding(out, out_len, t);
		assert(ret != -1);

		BN_free(c);
		BN_free(m1);
		BN_free(m2);
		BN_free(t);
	} else {
#endif
		int bytes_needed = get_key_bits() / 8;
		assert(*out_len >= bytes_needed);

		*out_len = RSA_private_decrypt(in_len, in, out, rsa, 
				RSA_PKCS1_PADDING);
		assert(*out_len != -1);
#if 0
	}
#endif
}