openssl之EVP系列之2---对称加密算法概述

openssl之EVP系列之2---对称加密算法概述
    ---根据openssl doc/crypto/EVP_EncryptInit.pod和doc/ssleay.txt cipher.doc部分翻译和自己的理解写成
    （作者：DragonKing, Mail: [email protected] ,发布于：http://gdwzh.126.com之openssl专业论坛,版本：openssl-0.9.7）
    
    对称加密算法封装的函数系列名字是以EVP_Encrypt*...*开头的，其实，这些函数只是简单调用了EVP_Cipher*...*系列的同名函数，换一个名字可能是为了更好的区别和理解。除了实现了对称加密算法外，EVP_Encrypt*...*系列还对块加密算法提供了缓冲功能。以后我们可能会更多使用EVP_Cipher的术语，因为它是真正的实现结构。
    EVP_Cipher*...*得以实现的一个基本结构是下面定义的一个算法结构，它定义了EVP_Cipher系列函数应该采用什么算法进行数据处理，其定义如下（evp.h）：
    typedef struct evp_cipher_st
    {
     int nid;
     int block_size;
     int key_len; 
     int iv_len;
     unsigned long flags; 
     int (*init)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key, const unsigned char *iv, int enc); 
     int (*do_cipher)(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out, const unsigned char *in, unsigned int inl);
     int (*cleanup)(EVP_CIPHER_CTX *); 
     int ctx_size;
     int (*set_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); 
     int (*get_asn1_parameters)(EVP_CIPHER_CTX *, ASN1_TYPE *); 
     int (*ctrl)(EVP_CIPHER_CTX *, int type, int arg, void *ptr); /* Miscellaneous operations */
     void *app_data; 
    }EVP_CIPHER;
    下面对这个结构的部分成员的含义作一些解释：
    nid——是算法类型的nid识别号，openssl里面每个对象都有一个内部唯一的识别ID
    block_size——是每次加密的数据块的长度，以字节为单位
    key_len——各种不同算法缺省的密钥长度
    iv_len——初始化向量的长度
    init——算法结构初始化函数，可以设置为加密模式还是解密模式
    do_cipher——进行数据加密或解密的函数
    cleanup——释放EVP_CIPHER_CTX结构里面的数据和设置。
    ctx_size——设定ctx->cipher_data数据的长度
    set_asn1_parameters——在EVP_CIPHER_CTX结构中通过参数设置一个ASN1_TYPE
    get_asn1_parameters——从一个ASN1_TYPE中取得参数
    ctrl——其它各种操作函数
    app_data——应用数据
    通过定义这样一个指向这个结构的指针，你就可以在连接程序的时候只连接自己使用的算法；而如果你是通过一个整数来指明应该使用什么算法的话，会导致所有算法的代码都被连接到代码中。通过这样一个结构，还可以自己增加新的算法。
    在这个基础上，每个EVP_Cipher*...*函数都维护着一个指向一个EVP_CIPHER_CTX结构的指针。
    typedef struct evp_cipher_ctx_st
    {
     const EVP_CIPHER *cipher;
     ENGINE *engine; 
     int encrypt; 
     int buf_len;
     unsigned char oiv[EVP_MAX_IV_LENGTH];
     unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH]; 
     unsigned char buf[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
     int num; 
     void *app_data; 
     int key_len; 
     unsigned long flags; 
     void *cipher_data; 
     int final_used;
     int block_mask;
     unsigned char final[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
     } EVP_CIPHER_CTX;
    下面对这个结构部分成员做简单的解释：
    cipher——是该结构相关的一个EVP_CIPHER算法结构
    engine——如果加密算法是ENGINE提供的，那么该成员保存了相关的函数接口
    encrypt——加密或解密的标志
    buf_len——该结构缓冲区里面当前的数据长度
    oiv——初始的初始化向量
    iv——工作时候使用的初始化向量
    buf——保存下来的部分需要数据
    num——在cfb/ofb模式的时候指定块长度
    app_data——应用程序要处理数据
    key_len——密钥长度，算法不一样长度也不一样
    cipher_data——加密后的数据
    
    上述两个结构是EVP_Cipher(EVP_Encrypt)系列的两个基本结构，它们的其它一些列函数都是以这两个结构为基础实现了。文件evp/evp_enc.c是最高层的封装实现，各种加密的算法的封装在p_enc.c里面实现，解密算法的封装在p_dec.c里面实现，而各个e_*.c文件则是真正实现了各种算法的加解密功能，当然它们其实也是一些封装函数，真正的算法实现在各个算法同名目录里面的文件实现。