Crypto API 学习笔记一
微软公司在NT4.0以上版本中提供了一套完整的Crypto API的函数，支持密钥交换，数据加密解密，数字签名，给程序员带来了很大方便，用户在对软件进行保护的时候可以直接利用Crypto API来完成这些工作，比如计算注册码，检查程序的完整性等。
我们在用这些的API进行加密解密的时候，只需要知道如何去应用它们，而不必知道它们的底层实现。如果想知道它们更为详尽的资料，可以查找相关的资料。
对Crypto API只是业余型的感兴趣，想通过写学习笔记，一是让自己记的更牢固些，二是想把自己的学的跟大家探讨一下。写的不好，大家多多原谅。我主要通过MSDN来学习，例子也是完全取自MSDN。
首先，是Crypto API运行的环境。
首先需要Crypt32.lib，将它加到project－>setting->link下面，当然你也可以在程序中用#pragma comment (lib, "crypt32.lib")加入。
在程序开头，你要加入两个头文件 windows.h 和 Wincrypt.h，和一个#define MY_ENCODING_TYPE (PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING)
在正式应用API进行一系列的加密解密的时候，需要有一些准备工作，下面是介绍一些在正式开始时所需要了解和做的工作。
生成密钥和密钥容器
我们知道，在进行加密解密的时候，我们需要一个密钥进行加密，和一个密钥进行解密，加密密钥和解密密钥可能相同，也可能不同。于是在我们进行加密解密的开始时，我们首先需要有密钥。下面这个程序，完成了三个任务，并且介绍了一些函数的用法。
任务一：获取一个指定的密钥容器，如果这个容器不存在，创建一个。
任务二：如果容器中不存在一个签名密钥对，创建一个
任务三：如果容器中不存在一个交换密钥对，创建一个
//-------------------------------------------------------------------
下面这段程序使用到了这几个函数
CryptAcquireContext
CryptDestroyKey
CryptGenKey
CryptGetUserKey
// Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include <Wincrypt.h>
//-------------------------------------------------------------------
void MyHandleError(LPTSTR psz)
{
_ftprintf(stderr, TEXT("An error occurred in the program. \n"));
_ftprintf(stderr, TEXT("%s\n"), psz);
_ftprintf(stderr, TEXT("Error number %x.\n"), GetLastError());
_ftprintf(stderr, TEXT("Program terminating. \n"));
exit(1);
} // End of MyHandleError.
上面这个函数是一个异常处理函数，当出现错误的时候，出现提示，并推出程序。以后的程序中都有这个函数，以后就会将这个函数的实现省去。现在这个函数的实现在后面。
void main(void)
{
HCRYPTPROV hCryptProv; //定义一个CSP模块的句柄。“CSP模块，请查看《加密解密二》222页，那里有简单的说明，这里就不说了。
LPCTSTR pszContainerName = TEXT("My Sample Key Container");//用一个TEXT宏定义一个容器的名字，
if(CryptAcquireContext( //这个函数是获取有某个容器的CSP模块的指针，成功返回TRUE。
&hCryptProv, //指向一个CSP模块句柄指针，里面用指定的容器
pszContainerName, //指定容器的名称
NULL, //这个参数这里用的是缺省值，指得是缺省得CSP模块，你也可以传入一个LPCTSTR类型的字符串，指定CSP模块
PROV_RSA_FULL, //确定密钥的类型
0)) //常设为0，还有些其他的类型，请看MSDN
{
_tprintf(
TEXT("A crypto context with the %s key container ")
TEXT("has been acquired.\n"),
pszContainerName);
}
else
{
//不成功的处理段
if(GetLastError() == NTE_BAD_KEYSET) // NTE_BAD_KEYSET意味着密钥
//容器不存在，下面就去创建一个
//新的密钥容器
{
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
pszContainerName,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
CRYPT_NEWKEYSET)) // CRYPT_NEWKEYSET意味着当指定容器不存在的时候，去创建一个容器。
{
_tprintf(TEXT("A new key container has been ")
TEXT("created.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Could not create a new key ")
TEXT("container.\n"));
}
}
else
{
MyHandleError(TEXT("CryptAcquireContext failed.\n"));
}
}
HCRYPTKEY hKey; //创建一个密钥句柄
if(CryptGetUserKey( // CryptGetUserKey是获取一个密钥//句柄的函数，成功返回TRUE
hCryptProv, //指定容器的CSP模块句柄
AT_SIGNATURE, //指定私钥的类型
&hKey)) //原来接收获取的密钥句柄
{
_tprintf(TEXT("A signature key is available.\n"));
}
else
{
_tprintf(TEXT("No signature key is available.\n"));
if(GetLastError() == NTE_NO_KEY) // NTE_NO_KEY意味着密钥不存在，下面就生成一个密钥
{
_tprintf(TEXT("The signature key does not exist.\n"));
_tprintf(TEXT("Create a signature key pair.\n"));
if(CryptGenKey( // CryptGenKey生成一个密钥
hCryptProv, //指定CSP模块的句柄
AT_SIGNATURE, //对于公钥密码系统，生成一个私钥和一个公钥，这个参数指定了这个密钥是公钥，于是生成了一个密码对。如果不是公钥系统，则指定了密码算法，具体看MSDN。
0, //指定了生成密钥的类型，这个参数的说明挺多的，想获取更为详尽的资料请看MSDN。
&hKey))
{
_tprintf(TEXT("Created a signature key pair.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error occurred creating a ")
TEXT("signature key.\n"));
}
}
else
{
MyHandleError(TEXT("An error other than NTE_NO_KEY ")
TEXT("getting a signature key.\n"));
}
} // End if.
_tprintf(TEXT("A signature key pair existed, or one was ")
TEXT("created.\n\n"));
if(hKey) //将密钥句柄销毁
{
if(!(CryptDestroyKey(hKey)))
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptDestroyKey."));
}
hKey = NULL;
}
下面这部分和上面是类似的，只不过密钥类型不相同而已。
if(CryptGetUserKey(
hCryptProv,
AT_KEYEXCHANGE,
&hKey))
{
_tprintf(TEXT("An exchange key exists.\n"));
}
else
{
_tprintf(TEXT("No exchange key is available.\n"));
// Check to determine whether an exchange key
// needs to be created.
if(GetLastError() == NTE_NO_KEY)
{
// Create a key exchange key pair.
_tprintf(TEXT("The exchange key does not exist.\n"));
_tprintf(TEXT("Attempting to create an exchange key ")
TEXT("pair.\n"));
if(CryptGenKey(
hCryptProv,
AT_KEYEXCHANGE,
0,
&hKey))
{
_tprintf(TEXT("Exchange key pair created.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error occurred attempting to ")
TEXT("create an exchange key.\n"));
}
}
else
{
MyHandleError(TEXT("An error other than NTE_NO_KEY ")
TEXT("occurred.\n"));
}
}
// Destroy the exchange key.
if(hKey)
{
if(!(CryptDestroyKey(hKey)))
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptDestroyKey."));
}
hKey = NULL;
}
// Release the CSP.
if(hCryptProv)
{
if(!(CryptReleaseContext(hCryptProv, 0)))
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptReleaseContext."));
}
}
_tprintf(TEXT("Everything is okay. A signature key "));
_tprintf(TEXT("pair and an exchange key exist in "));
_tprintf(TEXT("the %s key container.\n"), pszContainerName);
} // End main.
下面我们再通过一个程序，用几种不同的方法，将CryptAcquireContext和其他的API函数联系起来，看看它们是如何与一个CSP和容器工作的。这个程序演示了以下内容和几个函数。
一． 用CryptAcquireContext获取一个缺省容器的缺省CSP的句柄。如果缺省容器不存在，用CryptAcquireContext创建一个。
二． 用CryptGetProvParam获取CSP和容器的信息。
三． 用CryptContextAddRef增加CSP的引用计数器的数值。
四． 用CryptAcquireContext创建一个指定的容器
五． 用CryptAcquireContext删除一个容器
六． 用一个新创建的容器获取一个CSP的句柄。
#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include <Wincrypt.h>
异常处理函数省略
void main(void)
{
HCRYPTPROV hCryptProv; //定义CSP句柄
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
NULL, //缺省容器
NULL, //缺省CSP
PROV_RSA_FULL,
0))
{
_tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded.\n"));
}
else
{
if (GetLastError() == NTE_BAD_KEYSET) //同样，如果当不存在这样的容器的时候，创建一个
{
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
NULL,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
CRYPT_NEWKEYSET))
{
_tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Could not create the default ")
TEXT("key container.\n"));
}
}
else
{
MyHandleError(TEXT("A general error running ")
TEXT("CryptAcquireContext."));
}
}
CHAR pszName[1000];
DWORD cbName;
cbName = 1000;
if(CryptGetProvParam(
hCryptProv, //CSP模块句柄
PP_NAME, //指定获取哪些信息，这里是指定获取CSP名字的信息
(BYTE*)pszName, //缓冲区接受信息返回值
&cbName,
0))
{
_tprintf(TEXT("CryptGetProvParam succeeded.\n"));
printf("Provider name: %s\n", pszName);
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error reading CSP name.\n"));
}
//---------------------------------------------------------------
// Read the name of the key container.
cbName = 1000;
if(CryptGetProvParam(
hCryptProv,
PP_CONTAINER, //获取容器名字
(BYTE*)pszName,
&cbName,
0))
{
_tprintf(TEXT("CryptGetProvParam succeeded.\n"));
printf("Key Container name: %s\n", pszName);
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error reading key container name.\n"));
}
if(CryptContextAddRef( // CryptContextAddRef是向一个CSP的引用计数器增加一个值的函数
hCryptProv,
NULL, //保留值，必须为NULL
0)) //保留值，必须为0
{
_tprintf(TEXT("CryptcontextAddRef succeeded.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptContextAddRef!\n"));
}
//---------------------------------------------------------------
// The reference count on hCryptProv is now greater than one.
// The first call to CryptReleaseContext will not release the
// provider handle.
//---------------------------------------------------------------
// Release the context once.
if (CryptReleaseContext(hCryptProv, 0)) // CryptReleaseContext是用来释放CSP句柄的，当这个函数调用一次的时候，CSP里面的引用计数就减少一，当引用计数减少的0的时候。CSP将不能再被这个程序中的任何函数调用了。
{
_tprintf(TEXT("The first call to CryptReleaseContext ")
TEXT("succeeded.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during ")
TEXT("CryptReleaseContext #1!\n"));
}
if (CryptReleaseContext(hCryptProv, 0)) //再次释放CSP模块
{
_tprintf(TEXT("The second call to CryptReleaseContext ")
TEXT("succeeded.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during ")
TEXT("CryptReleaseContext #2!\n"));
}
下面是从PROV_RSA_FULL的CSP模块中创建一个自己的容器
LPCTSTR pszContainerName = TEXT("My Sample Key Container");
hCryptProv = NULL;
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
pszContainerName,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
CRYPT_NEWKEYSET))
{
_tprintf(TEXT("CryptAcquireContext succeeded. \n"));
_tprintf(TEXT("New key set created. \n"));
//-----------------------------------------------------------
// Release the provider handle and the key container.
if(hCryptProv)
{
if(CryptReleaseContext(hCryptProv, 0))
{
hCryptProv = NULL;
_tprintf(TEXT("CryptReleaseContext succeeded. \n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during ")
TEXT("CryptReleaseContext!\n"));
}
}
}
else
{
if(GetLastError() == NTE_EXISTS)
{
_tprintf(TEXT("The named key container could not be ")
TEXT("created because it already exists.\n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext ")
TEXT("for a new key container."));
}
}
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
pszContainerName,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
0))
{
_tprintf(TEXT("Acquired the key set just created. \n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext!\n"));
}
//---------------------------------------------------------------
// Perform cryptographic operations.
//---------------------------------------------------------------
if(CryptReleaseContext(
hCryptProv,
0))
{
_tprintf(TEXT("CryptReleaseContext succeeded. \n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptReleaseContext!\n"));
}
if(CryptAcquireContext(
&hCryptProv,
pszContainerName,
NULL,
PROV_RSA_FULL,
CRYPT_DELETEKEYSET)) //CRYPT_DELETEKEYSET意味着CryptAcquireContex删除一个指定的容器
{
_tprintf(TEXT("Deleted the key container just created. \n"));
}
else
{
MyHandleError(TEXT("Error during CryptAcquireContext!\n"));
}
}
就先写到这，大家多提宝贵意见。附件中有这两个程序编译好的程序，源程序就是文章中的。
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上传的附件：
