實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] OpenSSL是套開放源代碼的SSL(SecureSocketsLayer,安全套接層）套件， 其不僅提供了基本的傳輸層加密功能，還提供了多種算法支持，多種編碼支持。此外， OpenSSL實(shí)現(xiàn)了ASN. 1的證書和密鑰相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提供了對(duì)證書、公鑰、私鑰、證書請(qǐng)求以及 CRL(CertificateRevocationList，證書撤消列表）等數(shù)據(jù)對(duì)象的DER(Distinguished EncodingRules，唯一編碼規(guī)則）、PEM(PrivacyEnhancedMail，強(qiáng)隱私郵件）和BASE64 的 編解碼功能。OpenSSL提供了產(chǎn)生各種公開密鑰對(duì)和對(duì)稱密鑰的方法、函數(shù)和應(yīng)用程序，同 時(shí)提供了對(duì)公鑰和私鑰的DER編解碼功能。并實(shí)現(xiàn)了私鑰的PKCS#12和PKCS#8的編解碼 功能。OpenSSL在標(biāo)準(zhǔn)中提供了對(duì)私鑰的加密保護(hù)功能，使得密鑰可以安全地進(jìn)行存儲(chǔ)和 分發(fā)。在此基礎(chǔ)上，OpenSSL實(shí)現(xiàn)了對(duì)證書的X. 509標(biāo)準(zhǔn)編解碼、PKCS# 12格式的編解碼以 及PKCS#7的編解碼功能。并提供了一種文本數(shù)據(jù)庫，支持證書的管理功能，包括證書密鑰 產(chǎn)生、請(qǐng)求產(chǎn)生、證書簽發(fā)、吊銷和驗(yàn)證等功能。事實(shí)上，OpenSSL提供的CA應(yīng)用程序就是 一個(gè)小型的CA(認(rèn)證中心，certificateauthority),實(shí)現(xiàn)了證書簽發(fā)的整個(gè)流程和證書管 理的大部分機(jī)制。
[0003] 非對(duì)稱密鑰算法是指一個(gè)加密算法的加密密鑰和解密密鑰是不一樣的，或者說不 能由其中一個(gè)密鑰推導(dǎo)出另一個(gè)密鑰。非對(duì)稱密鑰也叫公開密鑰加密，它是用兩個(gè)數(shù)學(xué)相 關(guān)的密鑰對(duì)信息進(jìn)行編碼。在此系統(tǒng)中，其中一個(gè)密鑰叫公開密鑰，可隨意發(fā)給期望同密 鑰持有者進(jìn)行安全通信的人。公開密鑰用于對(duì)信息加密。第二個(gè)密鑰是私有密鑰，屬于密 鑰持有者，此人要仔細(xì)保存私有密鑰。密鑰持有者用私有密鑰對(duì)收到的信息進(jìn)行解密。ECC (EllipticCurvesCryptography,橢圓曲線密碼）加密算法是一種公鑰加密算法，與RSA算 法相比，ECC算法可以使用較短的密鑰達(dá)到相同的安全程度。
[0004] SM2算法是中國自己提出的一種ECC領(lǐng)域下的非對(duì)稱算法，在很多方面都有其應(yīng) 用的需求。SM2作為一個(gè)算法，在應(yīng)用中一般是和數(shù)字證書等結(jié)合起來應(yīng)用，所以一般的應(yīng) 用方式是：將SM2和現(xiàn)有的證書函數(shù)庫、通訊函數(shù)庫結(jié)合起來使用，這樣可以避免大量的編 解碼等方面的開發(fā)工作。
[0005] ENGINE是0PENSSL預(yù)留的用以加載第三方加密庫引擎，主要包括了動(dòng)態(tài)庫加載的 代碼和加密函數(shù)指針管理的一系列接口。如果要使用Engine,那么首先要加載該Engine, 然后選擇要使用的算法。這樣你的應(yīng)用程序在調(diào)用加解密算法時(shí)，它就會(huì)指向你加載的動(dòng) 態(tài)庫里的加解密算法，而不是原先的0PENSSL的庫里的加解密算法。
[0006] Engine技術(shù)的ECC算法實(shí)現(xiàn)外在替換機(jī)制，支持替換OpenSSL中的ECC算法為外 部實(shí)現(xiàn)的算法代碼，SM2本身是屬于ECC范疇的算法，所以它的算法描述符采用和ECC-樣 的"簽名"算法描述，只是附加額外的曲線參數(shù)來區(qū)別SM2和其他的ECC算法實(shí)現(xiàn)，但是由 于SM2的"簽名-摘要"復(fù)合運(yùn)算采用獨(dú)立的算法描述，其分解成"簽名"和"摘要"后，"簽 名"算法描述中沒有曲線參數(shù)，因此和原有的ECC算法沖突，不能直接在ECC的Engine技術(shù) 上實(shí)現(xiàn)SM2算法的嵌入。
[0007] 目前，現(xiàn)有技術(shù)中的一種在OpenSSL中嵌入SM2算法的方法是：直接修改OpenSSL 本身的代碼和流程來實(shí)現(xiàn)。該方法的缺點(diǎn)是：由于要深入OpenSSL本身的架構(gòu)，十分繁瑣；
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中的另一種在OpenSSL中嵌入SM2算法的方法是：通過PMETH和AMETH 的Engine的方式來實(shí)現(xiàn)。該方法的缺點(diǎn)是：在PMETH和AMETH的實(shí)現(xiàn)時(shí)，除了要實(shí)現(xiàn)算法 本身外，還需要實(shí)現(xiàn)密鑰編解碼，簽名、加密結(jié)果編解碼等，也比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方法，以實(shí)現(xiàn)將SM2算 法有效、方便地地嵌入到OpenSSL框架中。
[0010] 本發(fā)明提供了如下方案：
[0011] 一種實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方法，包括：
[0012] 在OpenSSL的代碼文件中增加重命名的摘要算法的算法描述；
[0013] 在OpenSSL的代碼文件中增加SM2算法的曲線參數(shù)描述及其參數(shù)；
[0014] 在OpenSSL的引擎機(jī)制中增加支持重命名的摘要算法的第一新引擎；
[0015] 在OpenSSL的引擎機(jī)制中增加對(duì)SM2算法進(jìn)行支持的第二新引擎；
[0016] 所述第一新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述重命名的摘要算法的算法描 述，根據(jù)所述重命名的摘要算法的算法描述通過調(diào)用OpenSSL本身的摘要算法來實(shí)現(xiàn)重命 名的摘要算法；
[0017] 所述第二新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述SM2算法的曲線參數(shù)描述及其 參數(shù)，根據(jù)所述SM2算法的曲線參數(shù)描述及其參數(shù)來實(shí)現(xiàn)SM2算法。
[0018] 在OpenSSL的代碼文件中增加"SM2算法-重命名摘要算法"的混合算法的算法描 述及其分解成重命名的摘要算法和ECC算法的描述。
[0019] 修改OpenSSL的obj_dat.h和obj_mac.h文件，在obj_dat.h和obj_mac.h文件 中增加"EH_SM2_WITH_摘要算法名"來表示"SM2簽名-摘要"混合運(yùn)算的算法描述；
[0020] 修改OpenSSL的obj_xref.h文件，在obj_xref.h文件中增加"SM2簽名-摘要" 混合運(yùn)算為ECC算法和重命名摘要算法組成的表示。
[0021] 所述的在OpenSSL的代碼文件中增加重命名的摘要算法的算法描述，包括：
[0022] 修改OpenSSL的obj_dat.h和obj_mac.h文件，在所述obj_dat.h和obj_mac.h 文件增加重命名的摘要算法的算法描述。
[0023] 所述的在OpenSSL的代碼文件中增加SM2算法的曲線參數(shù)描述及其參數(shù)，包括：
[0024] 修改OpenSSL的obj_dat.h和obj_mac.h文件，在所述obj_dat.h和obj_mac.h 文件中增加EH_SM2相關(guān)的定義，用EH_SM2來表示SM2的曲線參數(shù)描述，
[0025] 修改OpenSSL的ec_curve.c文件，在ec_curve.c文件中增加SM2曲線參數(shù)的值。
[0026] 所述的第一新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述重命名的摘要算法的算法描 述，根據(jù)所述重命名的摘要算法的算法描述通過調(diào)用OpenSSL本身的摘要算法來實(shí)現(xiàn)重命 名的摘要算法，包括：
[0027] 所述第一新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述重命名的摘要算法的算法描 述，利用OpenSSL的Engine機(jī)制，在init()和update()和final()的接口實(shí)現(xiàn)中，分 別調(diào)用OpenSSL本身的內(nèi)部摘要算法來實(shí)現(xiàn)。
[0028] 所述的第二新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述SM2算法的曲線參數(shù)描述及 其參數(shù)，根據(jù)所述SM2算法的曲線參數(shù)描述及其參數(shù)來實(shí)現(xiàn)SM2算法，包括：
[0029] 所述第二新引擎在被OpenSSL所調(diào)用時(shí)，獲取所述調(diào)用者傳來的參數(shù)，判斷該參 數(shù)如果是新增加的SM2算法的曲線參數(shù)描述，則根據(jù)所述曲線參數(shù)描述來實(shí)現(xiàn)SM2算法，否 則調(diào)用OpenSSL本身的ECC的算法實(shí)現(xiàn)的API來實(shí)現(xiàn)。
[0030] 所述的方法還包括：
[0031] 修改OpenSSL的命令代碼，將所述第一新引擎、第二新引擎的啟動(dòng)置于OpenSSL的 中所有其他API調(diào)用之前。
[0032] 所述的方法還包括：
[0033] 在OpenSSL的命令或者API調(diào)用時(shí)，確定非對(duì)稱算法為SM2算法，摘要算法為重命 名的摘要算法。
[0034] 由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn) OpenSSL支持SM2算法的方法，可以使SM2算法更為容易地和OpenSSL原有的上下層功能結(jié) 合在一起，和原有的其他算法在使用上并不相沖突，從而實(shí)現(xiàn)將SM2算法有效、方便地嵌入 到OpenSSL框架中。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0036] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方法的處理流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步 的解釋說明，且各個(gè)實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0038] 實(shí)施例一
[0039] 本發(fā)明實(shí)施例用Engine技術(shù)的ECC算法實(shí)現(xiàn)外在替換機(jī)制來實(shí)現(xiàn)SM2算法實(shí)現(xiàn)， 以和其他算法和平共處的方式，將SM2算法嵌入到OpenSSL框架中。
[0040] 該實(shí)施例提供了一種實(shí)現(xiàn)OpenSSL支持SM2算法的方法的處理流程如圖1所示， 包括如下的處理步驟：
[0041] 步驟S110、在OpenSSL的代碼文件中增加重命名的摘要算法的算法描述。修改 OpenSSL的obj