学习CRYPTOAPI第一天

一：准备工作
一般必须包含如下头文件以及定义
#include
#include
#include
#define MY_ENCODING_TYPE  (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
当包含wincrypt.h头文件时，一般都需要定义#define _WIN32_WINNT 0x（具体的值），否则将得到如下错误：error C2065: undeclared identifier，不同的操作系统不同定义如下：
Windows Server 2003 family _WIN32_WINNT>=0x0502
WINVER>=0x0502
Windows XP _WIN32_WINNT>=0x0501
WINVER>=0x0501
Windows 2000 _WIN32_WINNT>=0x0500
WINVER>=0x0500
Windows NT 4.0 _WIN32_WINNT>=0x0400
WINVER>=0x0400
Windows Me _WIN32_WINDOWS=0x0500
WINVER>=0x0500
Windows 98 _WIN32_WINDOWS>=0x0410
WINVER>=0x0410
Windows 95 _WIN32_WINDOWS>=0x0400
WINVER>=0x0400
Internet Explorer 6.0 _WIN32_IE>=0x0600
Internet Explorer 5.6 _WIN32_IE>=0x0560
Internet Explorer 5.01, 5.5 _WIN32_IE>=0x0501
Internet Explorer 5.0, 5.0a, 5.0b _WIN32_IE>=0x0500
Internet Explorer 4.01 _WIN32_IE>=0x0401
Internet Explorer 4.0 _WIN32_IE>=0x0400
Internet Explorer 3.0, 3.01, 3.02 _WIN32_IE>=0x0300

二：了解基本知识
CryptoAPI的配置信息存储在注册表中，包括如下密钥：
HKEY＿LOCAL＿MACHINE＼SOFTWARE＼Microsoft \ Cryptography \Defaults
HKEY_CURRENT_USER\ Software \ Microsoft\ Cryptography \Providers
---- CryptoAPI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。CryptoAPI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）上工作，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。

三：下面进入具体的编程
一： Creating a Key Container and Generating Keys
  创建一个密钥容器，在进行加密，解密文件，并且签名的时候，必须需要一个公/私钥对，下面我们就来创建默认的密钥容器，要注意的是创建密钥容器并不会自动产生公/私钥对.
  下面是我们程序的任务：
  1，假如密钥容器不存在则创建一个。
  2，假如签名密钥不存在则在密钥容器里创建一个。
  3，假如交换密钥不存在则在密钥容器里创建一个。
  4，获取CSP中的一些参数
  下面是具体的步骤：
  1，连接缺省的CSP
BOOL WINAPI CryptAcquireContext(
  HCRYPTPROV* phProv,   //out
  LPCTSTR pszContainer, //in
  LPCTSTR pszProvider,  //in
  DWORD dwProvType,     //in
  DWORD dwFlags         //in
);
第一个参数是返回的CSP句柄，第二个是密钥容器的名字，第三个是A null-terminated string that specifies the name of the CSP to be used.第四个是指定提供的类型。例如：CryptAcquireContext(&hProv, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, 0))；
如果当前机器的未曾设置过缺省的密钥容器，因此必须为机器创建缺省的密钥容器。
CryptAcquireContext( &hCryptProv, UserName, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_NEWKEYSET)大家有没有看到，只是最后一个参数不同而已，多了一个CRYPT_NEWKEYSET而已。
  2，取得CSP的参数
BOOL WINAPI CryptGetProvParam(
  HCRYPTPROV hProv,
  DWORD dwParam,
  BYTE* pbData,
  DWORD* pdwDataLen,
  DWORD dwFlags
);
第一个参数是CSP的句柄，第二个参数是需要取得的具体参数对象（类型比较多，具体请看MSDN）。
例子：CryptGetProvParam(hCryptProv, PP_CONTAINER, (BYTE *)szUserName, &dwUserNameLen, 0)
  3，函数返回所获取密钥类型的句柄（0表失败，非0表成功）
BOOL WINAPI CryptGetUserKey(
  HCRYPTPROV hProv,
  DWORD dwKeySpec,
  HCRYPTKEY* phUserKey
);
  参数比较简单，只谈谈第二次参数，它可以是AT_KEYEXCHANGE（交换密钥） or AT_SIGNATURE（签名密钥），例如：
CryptGetUserKey(hCryptProv,AT_KEYEXCHANGE,&hKey)
  4，产生一个随机的交换密钥或者公/私钥对
BOOL WINAPI CryptGenKey(
  HCRYPTPROV hProv,
  ALG_ID Algid,
  DWORD dwFlags,
  HCRYPTKEY* phKey
)；
ALG_ID 表明产生私钥所使用的算法。有如下参数：
微软提供的基本算法
CALG_MD2，CALG_MD5，CALG_SHA，CALG_SHA1，CALG_MAC，CALG_HMAC，CALG_SSL3_SHAMD5，CALG_MD2，CALG_MD2
CALG_RSA_SIGN，CALG_RSA_KEYX，CALG_RC2，CALG_RC4，CALG_DES
微软提供的增强型算法：
CALG_MD2，CALG_MD5，CALG_SHA，CALG_SHA1
CALG_MAC，CALG_HMAC ，CALG_SSL3_SHAMD5，CALG_RSA_SIGN，CALG_RSA_KEYX，CALG_RC2，CALG_RC4，CALG_DES，CALG_3DES_112，CALG_3DES
使用DH的CSP有如下两个参数，CALG_DH_EPHEM，CALG_DH_SF
使用公开密钥算法：AT_KEYEXCHANGE，AT_SIGNATURE
dwFlags,，表示密钥使用的长度，参数可以为0，采用默认的密钥长度。或者是进行如下几个参数的或：
CRYPT_ARCHIVABLE：表示在句柄在关闭之前都能够被导出
CRYPT_CREATE_SALT：表示密钥按照一个salt value来随机产生。
CRYPT_EXPORTABLE：表示密钥可以从CSP中导出到BLOB，因为会话密钥产生是必须可导出的，所以必须设置
CRYPT_NO_SALT：表示没有SALT VALUE获取allocated for a forty-bit symmetric key
CRYPT_PREGEN：表示在DH或者DSS密钥产生必须有个初始化。
例如：CryptGenKey(hCryptProv,AT_KEYEXCHANGE,0,&hKey)
  5，释放CSP句柄
BOOL WINAPI CryptReleaseContext(
  HCRYPTPROV hProv,
  DWORD dwFlags //保留字，现在必须为0
);
  6，为CSP增加一个reference count（用来跟踪COM对象的整数值，当对象创建，值为1。每次对对象的操作都将增加，而对对象的关闭将减少，当值为0是，对象释放，所以与对象相关操作将无效）
BOOL WINAPI CryptContextAddRef(
  HCRYPTPROV hProv,
  DWORD* pdwReserved,  //保留字，必须为NULL
  DWORD dwFlags        //保留字，必须为0
);

  二：Deriving a Session Key from a Password
  1，连接CSP
  2，使用CryptCreateHash产生一个空的HASH对象
  3，对密码进行HASH处理
  4，释放HASH以及密码对象
  5，释放CSP
  下面是具体的步骤：
  1，CryptCreateHash初始化一个HASH对象
BOOL WINAPI CryptCreateHash(
  HCRYPTPROV hProv,  //in
  ALG_ID Algid,      //in
  HCRYPTKEY hKey,    //in
  DWORD dwFlags,     //in保留字，必须为0
  HCRYPTHASH* phHash //out
);
第二个参数是指定HASH算法，有 CALG_HMAC,CALG_MAC,CALG_MD2,CALG_MD5,CALG_SHA,CALG_SHA1,CALG_SSL3_SHAMD5。第三个参数对于那些keyed hash，例如HMAC，MAC算法。但是nonkeyed算法，必须设置为0。
  2，CryptHashData对数据使用HASH
BOOL WINAPI CryptHashData(
  HCRYPTHASH hHash,  //in,HASH对象句柄
  BYTE* pbData,      //in,待HASH的数据
  DWORD dwDataLen,   //in,待HASH数据的长度，当dwFlags为CRYPT_USERDATA为0时，必须为0
  DWORD dwFlags      //in,一般为0，或者为CRYPT_USERDATA（用在用户进入系统时需要输入PIN）
);
  3，CryptDeriveKey从某一数据产生会话密钥，他有点类似CryptGenKey，但是他产生的会话密钥来自固定数据，而CryptGenKey是随机产生的。并且不能产生公/私钥对
BOOL WINAPI CryptDeriveKey(
  HCRYPTPROV hProv,      //in,CSP句柄
  ALG_ID Algid,          //in,指定的算法，类似CryptGenKey
  HCRYPTHASH hBaseData,  //in,HASH对象的句柄
  DWORD dwFlags,         //in,指定产生密钥的类型
  HCRYPTKEY* phKey       //in,out产生的密钥句柄地址
);
例如：CryptDeriveKey(hCryptProv, CALG_RC2, hHash, CRYPT_EXPORTABLE, &hKey)
  4，CryptDestroyHash(hHash);
  5, CryptDestroyKey(hKey);
  6, 在这里发现一个不错的函数，就是那种提示输入密码的命令行（屏幕只会出现***）
  void GetConsoleInput(char* strInput, int intMaxChars)
{
char ch;
char minChar = ' ';
minChar++;
ch = getch();
while (ch != '\r')
{
  if (ch == '\b' && strlen(strInput) > 0)
  {
   strInput[strlen(strInput)-1]   = '\0';
   printf("\b \b");
  }
  else if (ch >= minChar && strlen(strInput) < intMaxChars)
  {
   strInput[strlen(strInput)+1] = '\0';
   strInput[strlen(strInput)]   = ch;
   putch('*');
  }
  ch = getch();
}
putch('\n');
}

  三：Duplicating,setting and getting Session key
  1,连接CSP
  2,使用CryptGenKey产生一个会话密钥
  3,CryptDuplicateKey复制会话密钥
  4,CryptSetKeyParam改变密钥产生的过程
  5,CryptGenRandom产生随机数
具体过程。
1，CryptDuplicateKe复制会话密钥
BOOL WINAPI CryptDuplicateKey(
  HCRYPTKEY hKey,      //in 会话密钥句柄
  DWORD* pdwReserved,  //in 保留字，必须为NULL
  DWORD dwFlags,       //in 保留字，必须为0
  HCRYPTKEY* phKey     //out 新的会话密钥
);
2,CryptSetKeyParam定制会话密钥的参数
BOOL WINAPI CryptSetKeyParam(
  HCRYPTKEY hKey,
  DWORD dwParam,  //in 很多，具体请看MSDN
  BYTE* pbData,
  DWORD dwFlags  //in  只有在dwParam=KP_ALGID才被使用
);
例如CryptSetKeyParam(hOriginalKey, KP_MODE, (BYTE*)&dwMode, 0)(dwMode = CRYPT_MODE_ECB)
3,CryptGenRandom为空间产生随机字节
BOOL WINAPI CryptGenRandom(
  HCRYPTPROV hProv,
  DWORD dwLen,    //需要产生的随机比特数
  BYTE* pbBuffer  //需要返回数据的空间，这个pbBuffer可以等于CryptSetKeyParam的pbData
);
例如：CryptGenRandom(hCryptProv, 8, pbData)
4,CryptGetKeyParam获取密钥的一些参数
BOOL WINAPI CryptGetKeyParam(
  HCRYPTKEY hKey,
  DWORD dwParam,     //in,参数众多
  BYTE* pbData,      //out，获取BYTE数据的指针
  DWORD* pdwDataLen, //out，获取BYTE数据的长度
  DWORD dwFlags      //关键字，必须为0
);
例如：CryptGetKeyParam(hKey, KP_IV, pbData, &dwCount, 0)


  四：Exporting a Session Key
  1,连接CSP
  2,CryptGetUserKey获取公/私钥对和交换密钥，公私钥用来签名，而交换密钥用来导出会话密钥
  3,CryptGenKey产生会话密钥
  4,CryptExportKey创建简单包含有会话密钥的key BLOB
  5,释放处理：
  具体过程：
1,CryptExportKey函数导出密钥
BOOL WINAPI CryptExportKey(
  HCRYPTKEY hKey,     //需要导出的密钥句柄
  HCRYPTKEY hExpKey,  //将待导出密钥用交换密钥进行加密，假如是公开的BLOG当然就设置为0
  DWORD dwBlobType,   //指定导出的密钥BLOB类型。六个参数见MSDN
  DWORD dwFlags,      //CRYPT_DESTROYKEY，CRYPT_SSL2_FALLBACK，CRYPT_OAEP
  BYTE* pbData,       //导出的数据指针，以后就可以将这个数据写如磁盘或者别的任务。
  DWORD* pdwDataLen   //导出的数据长度
);
例如：CryptExportKey(hKey, hXchgKey, SIMPLEBLOB, 0, pbKeyBlob, &dwBlobLen)
2，CryptImportKey将密钥从BLOB转换到CSP中
BOOL WINAPI CryptImportKey(
  HCRYPTPROV hProv,  //CSP句柄
  BYTE* pbData,      //待转换的BLOB数据
  DWORD dwDataLen,   //待转换的数据长度
  HCRYPTKEY hPubKey, //对BLOB解密的公钥，譬如上面是用交换密钥密钥加密的，就用交换密钥解密
  DWORD dwFlags,     //目前还只应用在当一对公/私钥从PRIVATEKEYBLOB中加入CSP中这种情况。
  HCRYPTKEY* phKey   //out导入的密钥
);
例如：CryptImportKey(hProv,pbKeyBlob,dwBlobLen,0,0,&hPubKey)


  五：Encoding and Decoding Messages
  编码的处理过程
  1，将待编码的数据转化为合适的格式，使用
  2，调用CryptMsgOpenToEncode，passing the necessary argument;
  3, 调用CryptMsgUpdate函数多次，最后一次调用时，将final参数设置为true
  4, 调用CryptMsgGetParam来获取一个需要得到的参数。
  5, 调用CryptMsgClose来关闭消息
  解码的处理过程
  1，检查申请的放编码后数据的空间，利用函数CryptMsgCalculateEncodedLength.
  2，调用函数CryptMsgOpenToDecode,passing the necessary argument；
  3，调用CryptMsgUpdate一次，这将导致合适的动作去处理信息，以来于信息的格式
  4，一些额外的处理，例如额外的解密或者是验证，调用CryptMsgControl,
  5，调用CryptMsgGetParam来获取需要得到的参数
  6，调用CryptMsgClose来关闭消息
  具体的函数介绍：
  1，CryptMsgCalculateEncodedLength计算所需要的存储编码的最大空间值
DWORD WINAPI CryptMsgCalculateEncodedLength(
  DWORD dwMsgEncodingType,//指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING
  DWORD dwFlags,
  DWORD dwMsgType,
  const void* pvMsgEncodeInfo, //in 指向待编码的数据，数据类型依赖于dwMsgType
  LPSTR pszInnerContentObjID,
  DWORD cbData                 //in 比特数的容量
);
第二个参数：CMSG_BARE_CONTENT_FLAG，CMSG_DETACHED_FLAG，CMSG_CONTENTS_OCTETS_FLAG，CMSG_CMS_ENCAPSULATED_CONTENT_FLAG
第三个参数：CMSG_DATA,CMSG_SIGNED,CMSG_ENVELOPED,CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED,CMSG_HASHED,CMSG_ENCRYPTED
第五个参数：szOID_RSA_data,szOID_RSA_signedData,szOID_RSA_envelopedData,szOID_RSA_signEnvData,szOID_RSA,digestedData ,
szOID_RSA_encryptedData,SPC_INDIRECT_DATA_OBJID,NULL
返回值：返回需要的一个加密信息所需要的长度
  2，CryptMsgOpenToEncode打开一个消息以便进行编码，返回打开消息的句柄
  HCRYPTMSG WINAPI CryptMsgOpenToEncode(
  DWORD dwMsgEncodingType,      //指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING
  DWORD dwFlags,              
  DWORD dwMsgType,            
  const void* pvMsgEncodeInfo,
  LPSTR pszInnerContentObjID,    //和CryptMsgCalculateEncodedLength一样
  PCMSG_STREAM_INFO pStreamInfo //当流没被使用时，该参数为NULL
);
第二个参数：CMSG_BARE_CONTENT_FLAG,CMSG_DETACHED_FLAG,CMSG_CONTENTS_OCTETS_FLAG,CMSG_CMS_ENCAPSULATED_CONTENT_FLAG,
CMSG_CRYPT_RELEASE_CONTEXT_FLAG
第三个参数：
CMSG_DATA(Not used),CMSG_SIGNED,CMSG_SIGNED_ENCODE_INFO,CMSG_ENVELOPED,CMSG_ENVELOPED_ENCODE_INFO
CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED(Not currently implemented),CMSG_HASHED
  3，CryptMsgOpenToDecode打开一个消息以便进行解码，返回打开消息的句柄
  CRYPTMSG WINAPI CryptMsgOpenToDecode(
  DWORD dwMsgEncodingType,     //指定编码类型。一般为X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING
  DWORD dwFlags,   //CMSG_DETACHED_FLAG，CMSG_CRYPT_RELEASE_CONTEXT_FLAG
  DWORD dwMsgType, //CMSG_DATA,CMSG_ENVELOPED,CMSG_HASHED,CMSG_SIGNED,CMSG_SIGNED_AND_ENVELOPED
  HCRYPTPROV hCryptProv,    //指定使用HASHING的句柄，一般设置为0
  PCERT_INFO pRecipientInfo,//保留字，必须为NULL
  PCMSG_STREAM_INFO pStreamInfo//假如流没被使用，必须为NULL
);
  4，CryptMsgUpdate增加内容到加密信息中
BOOL WINAPI CryptMsgUpdate(
  HCRYPTMSG hCryptMsg, //待更新的加密信息句柄
  const BYTE* pbData,  //待编码/解码的数据
  DWORD cbData,        // pbData 的数据长度
  BOOL fFinal        
);
第四个参数：当CMSG_DETACHED_FLAG没有设置，并且信息由CryptMsgOpenToDecode或 CryptMsgOpenToEncode打开，那么fFinal被设置为TRUE，并且CryptMsgUpdate只被调用一次。当 CMSG_DETACHED_FLAG被设置，并且信息由 CryptMsgOpenToEncode打开，那么仅在最后一次调用CryptMsgUpdate才被设置为TRUE。当 CMSG_DETACHED_FLAG被设置，并且信息由CryptMsgOpenToDecode打开，那么仅在信息头单独被处理时 CryptMsgUpdate才被设置为TRUE。
  5，CryptMsgGetParam在数据编码/解码后获取参数
  BOOL WINAPI CryptMsgGetParam(
  HCRYPTMSG hCryptMsg,  //in 信息句柄
  DWORD dwParamType,   //in 参数众多，参见MSDN
  DWORD dwIndex,       //in 可适用的返回参数句柄,假如参数没有被获取，则被忽略或则为0
  void* pvData,        //out 获取的数据指针
  DWORD* pcbData      //in,out数据长度
);
   6，CryptMsgClose关闭信息句柄
BOOL WINAPI CryptMsgClose(
  HCRYPTMSG hCryptMsg
);
具体的例子：
cbEncodedBlob = CryptMsgCalculateEncodedLength(
             MY_ENCODING_TYPE,       // Message encoding type
             0,                      // Flags
             CMSG_DATA,              // Message type
             NULL,                   // Pointer to structure
             NULL,                   // Inner content object ID
             cbContent))             // Size of content
hMsg = CryptMsgOpenToEncode(
          MY_ENCODING_TYPE,        // Encoding type
          0,                       // Flags
          CMSG_DATA,               // Message type
          NULL,                    // Pointer to structure
          NULL,                    // Inner content object ID
          NULL))                   // Stream information (not used)
CryptMsgUpdate(
        hMsg,         // Handle to the message
        pbContent,    // Pointer to the content
        cbContent,    // Size of the content
        TRUE))        // Last call
{
CryptMsgGetParam(
               hMsg,                      // Handle to the message
               CMSG_BARE_CONTENT_PARAM,   // Parameter type
               0,                         // Index
               pbEncodedBlob,             // Pointer to the BLOB
               &cbEncodedBlob))           // Size of the BLOB
CryptMsgClose(hMsg);
hMsg = CryptMsgOpenToDecode(
               MY_ENCODING_TYPE,      // Encoding type.
               0,                     // Flags.
               CMSG_DATA,             // Look for a data message.
               NULL,                  // Cryptographic provider.
               NULL,                  // Recipient information.
               NULL))                 // Stream information.