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基于openssl3.0，已知ECC算法x,y如何構建公鑰的EVP_PKEY結構

發布人：電子禪石時間：2025-02-25 來源：工程師

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前言

在將項目從 OpenSSL 1.1 升級到 OpenSSL 3.0 的過程中，

開發者可能會遇到許多 API 的變化和棄用，尤其是在處理橢圓曲線（ECC）相關的函數時。

OpenSSL 3.0 引入了一些新的 API，并對原有的 EC 相關函數進行了替換或棄用。

盡管如此，我們仍然可以使用這些新 API 來創建和處理 EVP_PKEY 結構，以滿足現代加密需求。在已知ECC算法公鑰下x，y以及算法NID的前提下，如何使用openssl-3.0中的接口構建EVP_PKEY結構呢？

一、問題分析

在openssl-1.1中，我們可以很輕松創建ECC公鑰，但在openssl-3.0中很多相關的API已經被

替換或棄用，導致代碼無法使用。

二、在openssl-1.1中的解決方案

注：

1.代碼實現中的返回值定義，日志輸出函數，內存釋放函數需自行實現。

2.1使用ECC算法的NID構建EC_KEY結構

1

EC_KEY ecPublicKey = NULL;

ecPublicKey = EC_KEY_new_by_curve_name(nid);

if (NULL == (*ecPublicKey)) {

LOG_E("EC_KEY_new_by_curve_name error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

return -1;

}

2.2將公鑰的x，y轉換成大數BIGNUM

BIGNUM* bnX = NULL;

BIGNUM* bnY = NULL;

bnX = BN_bin2bn(x, 32, NULL);

if (NULL == bnX) {

LOG_E("BN_bin2bn error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

return -1;

}

bnY = BN_bin2bn(y, 32, NULL);

if (NULL == bnY) {

LOG_E("BN_bin2bn error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnX);

return -1;

}

2.3將公鑰信息x，y大數存放在EC_KEY結構中

1

if (1 != EC_KEY_set_public_key_affine_coordinates(*ecPublicKey, bnX, bnY)) {

LOG_E("BN_bin2bn : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnX);

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnY);

return -1;

}

2.4完整代碼

1

int get_ec_public_key_from_x_y(const unsigned char *x, const unsigned char *y, int nid, EC_KEY **ecPublicKey)

{

if ((NULL == x) || (NULL == y)) {

LOG_E("param error");

return ERROR_PARAM;

}

if (NULL != (*ecPublicKey)) {

WY_OPENSSL_FREE(EC_KEY, *ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

}

*ecPublicKey = EC_KEY_new_by_curve_name(nid);

if (NULL == (*ecPublicKey)) {

LOG_E("EC_KEY_new_by_curve_name error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

return -1;

}

BIGNUM* bnX = NULL;

BIGNUM* bnY = NULL;

bnX = BN_bin2bn(x, 32, NULL);

if (NULL == bnX) {

LOG_E("BN_bin2bn error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

return -1;

}

bnY = BN_bin2bn(y, 32, NULL);

if (NULL == bnY) {

LOG_E("BN_bin2bn error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnX);

return -1;

}

if (1 != EC_KEY_set_public_key_affine_coordinates(*ecPublicKey, bnX, bnY)) {

LOG_E("BN_bin2bn : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EC_KEY_free(*ecPublicKey);

*ecPublicKey = NULL;

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnX);

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnY);

return -1;

}

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnX);

WY_OPENSSL_FREE(BIGNUM, bnY);

return 0;

}

int EC_KEY_to_EVP_PKEY(const EC_KEY *ecKey, EVP_PKEY **evpKey)

{

if (NULL == ecKey) {

LOG_E("param error");

return ERROR_PARAM;

}

if (NULL != (*evpKey)) {

EVP_PKEY_free(*evpKey);

*evpKey = NULL;

}

*evpKey = EVP_PKEY_new();

if (NULL == (*evpKey)) {

LOG_E("EVP_PKEY_new : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

return ERROR_EVP_PKEY_NEW;

}

if (1 != EVP_PKEY_set1_EC_KEY(*evpKey, (EC_KEY*)ecKey)) {

LOG_E("EVP_PKEY_set1_EC_KEY : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

EVP_PKEY_free(*evpKey);

*evpKey = NULL;

return -1;

}

LOG_D("ec key to evp key success");

return 0;

}

int get_evp_public_key_ecc(const unsigned char *, size_t keyLen, int nid, EVP_PKEY **evpKey)

{

if ((NULL == key) || (keyLen <= 0)) {

LOG_E("param error");

return ERROR_PARAM;

}

int ret = 0;

unsigned char tmpPublicKey[1024] = {0};

if (keyLen == 65) {

memcpy(tmpPublicKey, key + 1, keyLen -1);

} else if (keyLen == 64) {

memcpy(tmpPublicKey, key, keyLen);

} else {

return ERROR_NOT_SUPPORT;

}

unsigned char tmpX[64] = {0};

unsigned char tmpY[64] = {0};

memcpy(tmpX, tmpPublicKey, 32);

memcpy(tmpY, tmpPublicKey + 32, 32);

LOG_H((const unsigned char*)tmpX, 32);

LOG_H((const unsigned char*)tmpY, 32);

EC_KEY *ecPublicKey = NULL;

ret = get_ec_public_key_from_x_y(tmpX, tmpY, nid, &ecPublicKey);

if (0 != ret) {

LOG_E("get ec public key error");

return ret;

}

ret = EC_KEY_to_EVP_PKEY(ecPublicKey, evpKey);

if (0 != ret) {

LOG_E("ec key to evp key error");

EC_KEY_free(ecPublicKey);

ecPublicKey = NULL;

return ret;

}

EC_KEY_free(ecPublicKey);

ecPublicKey = NULL;

return ret;

}

三、在openssl-3.0中的解決方案

注：

1.代碼實現中的返回值定義，日志輸出函數，內存釋放函數需自行實現。

2.如果x，y的二進制數據中包含0x00構建EVP_PKEY結構將失敗。

/**

* @brief 通過x，y，以及算法的nid構建公鑰的EVP_PKEY結構

*

* @param x[in] ECC算法公鑰中，x的數據

* @param y[in] ECC算法公鑰中，y的數據

* @param nid[in] 當前ECC算法的NID

* @param evpPublicKey[out] 公鑰的ECVP_PKEY結構

*

* @return 0 - success, !0 - error

*/

int get_evp_pkey_from_ecc_xy(const unsigned char *x, const unsigned char *y, int nid,

EVP_PKEY **evpPublicKey)

{

// 判斷參數是否為空

if ((NULL == x) || (NULL == y) || (NULL == evpPublicKey)) {

LOG_E("param error");

return ERROR_PARAM;

}

if (NULL != (*evpPublicKey)) {

WY_OPENSSL_FREE(EVP_PKEY, *evpPublicKey);

*evpPublicKey = NULL;

}

unsigned char publicKey[512] = {0};

int tmpPublicKeyLen = 0;

char* algStr = NULL;

switch (nid)

{

case NID_X9_62_prime256v1:

algStr = "prime256v1";

break;

default:

return ERROR_NOT_SUPPORT;

break;

}

size_t xLen = strlen((const char*)x);

size_t yLen = strlen((const char*)y);

// 用于表是數據的格式，通常使用0x04表示，構建公鑰數據：格式： 0x04 + x + y

int hea = POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED;

memcpy(publicKey + tmpPublicKeyLen, (unsigned char*)&hea, 1);

tmpPublicKeyLen += 1;

memcpy(publicKey + tmpPublicKeyLen, x, xLen);

tmpPublicKeyLen += xLen;

memcpy(publicKey + tmpPublicKeyLen, y, yLen);

size_t publicKeyLen = tmpPublicKeyLen + yLen;

//

OSSL_PARAM_BLD *paramsBuild = OSSL_PARAM_BLD_new();

if (NULL == paramsBuild) {

LOG_E("OSSL_PARAM_BLD_new error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

return 1;

}

// 將ECC算法名稱構建到結構體中

OSSL_PARAM_BLD_push_utf8_string(paramsBuild, OSSL_PKEY_PARAM_GROUP_NAME, algStr, 0);

// 將公鑰數據構建到結構體中

OSSL_PARAM_BLD_push_octet_string(paramsBuild, OSSL_PKEY_PARAM_PUB_KEY, publicKey, publicKeyLen);

// 將構建器中已經定義的參數轉換成可以被 OpenSSL 的其他部分使用的 OSSL_PARAM 數組

OSSL_PARAM *params = OSSL_PARAM_BLD_to_param(paramsBuild);

if (NULL == params) {

LOG_E("OSSL_PARAM_BLD_to_param error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM_BLD, paramsBuild);

return 1;

}

// 根據給定的算法名稱創建一個 EVP_PKEY_CTX 上下文

EVP_PKEY_CTX* ctx = EVP_PKEY_CTX_new_from_name(NULL, "EC", NULL);

if (NULL == ctx) {

LOG_E("EVP_PKEY_CTX_new_from_name error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM_BLD, paramsBuild);

return 1;

}

EVP_PKEY *tmpEvpPublicKey = NULL;

EVP_PKEY_fromdata_init(ctx);

int status = EVP_PKEY_fromdata(ctx, &tmpEvpPublicKey, EVP_PKEY_PUBLIC_KEY, params);

if (status <= 0 || tmpEvpPublicKey == NULL) {

LOG_E("status : %d", status);

LOG_E("EVP_PKEY_fromdata error : %ld, %s", ERR_get_error(), ERR_reason_error_string(ERR_get_error()));

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM, params);

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM_BLD, paramsBuild);

WY_OPENSSL_FREE(EVP_PKEY_CTX, ctx);

return 1;

}

*evpPublicKey = EVP_PKEY_dup(tmpEvpPublicKey);

WY_OPENSSL_FREE(EVP_PKEY, tmpEvpPublicKey);

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM, params);

WY_OPENSSL_FREE(OSSL_PARAM_BLD, paramsBuild);

WY_OPENSSL_FREE(EVP_PKEY_CTX, ctx);

return 0;

}

————————————————

原文鏈接：https://blog.csdn.net/dream_yaya/article/details/140553623

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