VC++ 使用OpenSSL创建RSA密钥PEM文件
文章目录
- VC++ 使用OpenSSL创建RSA密钥PEM文件
- 准备工作
- C++ 源代码 (`main.cpp`)
- 编译和运行
- 预期输出
- PEM 文件内容示例
- 密钥长度 (`bits` 参数)
- 加密的私钥
- 存在的坑
VC++ 使用OpenSSL创建RSA密钥PEM文件
某个桌面应用需要对一些文件进行签名处理，上一篇写了C#相关的一些签名与验签，因原来的历史代码是VC++开发的，也许考虑在上面做类似的工作。
目前是Vibe Coding的时代了，AI这样的助手显然也派上了用场，在AI配合下，我把开发的内容给大家分享一下。
准备工作
1. 安装 OpenSSL
- Windows: 可以从 OpenSSL 的官方网站或第三方网站（如
https://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html）下载预编译的二进制文件。安装后，记下安装路径。 - Linux/macOS: 通常通过包管理器安装：
- Debian/Ubuntu:
sudo apt-get install libssl-dev - CentOS/Fedora:
sudo yum install openssl-devel - macOS (Homebrew):
brew install openssl
- Debian/Ubuntu:
我的这个项目因为是用了vcpkg进行包管理（之前我的博文：VCPKG配合NuGet在项目中使用包也有过简单的描述），直接用vcpkg安装并按照开源项目的方式给MSBUILD使用就行了。参考命令如下：
vcpkg install openssl:x64-windows
vcpkg integrate install
2. Visual Studio 项目配置 (Windows)
如果你在Windows上使用Visual Studio，你需要配置项目的 “附加包含目录” 和 “附加库目录” 以及 “附加依赖项”。
- C/C++ -> 附加包含目录：
C:\OpenSSL-Win64\include(替换为你的OpenSSL安装路径)
- 链接器 -> 附加库目录：
C:\OpenSSL-Win64\lib(替换为你的OpenSSL安装路径)
- 链接器 -> 输入 -> 附加依赖项：
libssl.lib(或ssleay32.lib)libcrypto.lib(或libeay32.lib)ws2_32.lib(用于网络功能，但在这里可能不需要，最好加上以防万一)gdi32.lib(可能需要，具体取决于你的OpenSSL版本和配置)
3. CMake 项目配置
如果你使用CMake，它会自动处理这些。
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(OpenSSLRSAExample CXX)# 查找OpenSSL库
find_package(OpenSSL REQUIRED)add_executable(generate_rsa_keys main.cpp)target_link_libraries(generate_rsa_keys PRIVATE OpenSSL::SSL OpenSSL::Crypto)
C++ 源代码 (main.cpp)
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <vector>// OpenSSL 头文件
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h> // 用于错误处理#pragma warning(disable: 4996)// 辅助函数：显示OpenSSL错误
void printOpenSSLError(const std::string& msg) {std::cerr << msg << std::endl;ERR_print_errors_fp(stderr);
}// 生成RSA密钥对并保存到PEM文件
bool generateRSAKeyPair(const std::string& privateKeyFile, const std::string& publicKeyFile, int bits = 2048) {RSA* rsa = NULL;BIGNUM* bne = NULL; // RSA 公钥指数BIO* bp_public = NULL;BIO* bp_private = NULL;int ret = 0; // 返回值// 写入加密的私钥，需要密码const char* password = "mypassword"; // 替换为你的密码，或者在实际应用中动态获取// 1. 生成 RSA 密钥对// 设置公钥指数，通常是 65537bne = BN_new();if (bne == NULL) {printOpenSSLError("Error creating BIGNUM");goto err;}ret = BN_set_word(bne, RSA_F4); // RSA_F4 is 65537if (ret != 1) {printOpenSSLError("Error setting BIGNUM word");goto err;}// 生成RSA密钥rsa = RSA_new();if (rsa == NULL) {printOpenSSLError("Error creating RSA object");goto err;}ret = RSA_generate_key_ex(rsa, bits, bne, NULL);if (ret != 1) {printOpenSSLError("Error generating RSA key");goto err;}std::cout << "RSA key pair generated successfully (bits: " << bits << ")." << std::endl;// 2. 保存私钥到 PEM 文件bp_private = BIO_new_file(privateKeyFile.c_str(), "w+");if (bp_private == NULL) {printOpenSSLError("Error creating private key file BIO");goto err;}// PEM_write_bio_RSAPrivateKey(bp_private, rsa, NULL, NULL, 0, NULL, NULL); // 未加密的私钥if (!PEM_write_bio_RSAPrivateKey(bp_private, rsa, EVP_des_ede3_cbc(), (unsigned char*)password, strlen(password), NULL, NULL)) {printOpenSSLError("Error writing private key to file");goto err;}std::cout << "Private key saved to " << privateKeyFile << std::endl;// 3. 保存公钥到 PEM 文件bp_public = BIO_new_file(publicKeyFile.c_str(), "w+");if (bp_public == NULL) {printOpenSSLError("Error creating public key file BIO");goto err;}if (!PEM_write_bio_RSA_PUBKEY(bp_public, rsa)) { // RSA_PUBKEY writes in PKCS#8 formatprintOpenSSLError("Error writing public key to file");goto err;}std::cout << "Public key saved to " << publicKeyFile << std::endl;ret = 1; // 成功
err:// 清理资源if (bp_private != NULL) BIO_free_all(bp_private);if (bp_public != NULL) BIO_free_all(bp_public);if (bne != NULL) BN_free(bne);if (rsa != NULL) RSA_free(rsa);return (ret == 1);
}int main() {// 1. 初始化 OpenSSL 库// 可以调用 OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_LOAD_CRYPTO_STRINGS | OPENSSL_INIT_ADD_ALL_CIPHERS | OPENSSL_INIT_ADD_ALL_DIGESTS, NULL);// 或者更简单的，使用 ERR_load_crypto_strings();ERR_load_crypto_strings(); // 加载错误字符串，以便 ERR_print_errors_fp 可以打印有意义的信息OpenSSL_add_all_algorithms(); // 加载所有加密算法std::string privateKeyPath = "private_key.pem";std::string publicKeyPath = "public_key.pem";if (generateRSAKeyPair(privateKeyPath, publicKeyPath)) {std::cout << "\nRSA key pair generation and saving completed successfully." << std::endl;} else {std::cerr << "\nFailed to generate RSA key pair." << std::endl;}// 2. 清理 OpenSSL 库EVP_cleanup(); // 清理所有算法ERR_free_strings(); // 释放错误字符串return 0;
}
编译和运行
使用 CMake (推荐):
- 创建
main.cpp和CMakeLists.txt在同一个目录。 - 在终端中导航到该目录。
- 创建
build目录并进入：mkdir build cd build - 运行 CMake 生成项目文件 (例如，Visual Studio 项目文件):
或在 Linux/macOS 上:cmake .. -G "Visual Studio 17 2022" # 根据你的VS版本调整cmake .. - 构建项目:
cmake --build . --config Release # 或 Debug - 运行可执行文件 (
generate_rsa_keys.exe在build/Release或build/Debug目录下)。
手动编译 (Windows, GCC/MinGW):
g++ main.cpp -o generate_rsa_keys -I C:\OpenSSL-Win64\include -L C:\OpenSSL-Win64\lib -lssl -lcrypto -lws2_32 -lgdi32
(请替换 C:\OpenSSL-Win64 为你的 OpenSSL 安装路径)
手动编译 (Linux/macOS, GCC/Clang):
g++ main.cpp -o generate_rsa_keys -lssl -lcrypto
预期输出
成功运行后，你会在程序所在的目录看到两个新文件：
private_key.pem(包含加密的RSA私钥)public_key.pem(包含RSA公钥)
控制台输出会是这样：
RSA key pair generated successfully (bits: 2048).
Private key saved to private_key.pem
Public key saved to public_key.pemRSA key pair generation and saving completed successfully.
PEM 文件内容示例
private_key.pem (部分内容，由于加密，格式会有点不同):
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
Proc-Type: 4,ENCRYPTED
DEK-Info: DES-EDE3-CBC,BA0A9F1C02EB1D53MIIGsAYJKoZIhvcNAQEE... (大量base64编码的数据) ...
-----END RSA PRIVATE KEY-----
public_key.pem (部分内容):
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEA... (大量base64编码的数据) ...
-----END PUBLIC KEY-----
密钥长度 (bits 参数)
在 generateRSAKeyPair 函数中，bits 参数控制生成RSA密钥的长度。
1024: 曾经常用，但现在被认为安全性不足。2048: 当前推荐的标准，提供良好的安全性。3072或4096: 提供更高的安全性，但生成和使用速度较慢。
加密的私钥
示例中私钥是加密保存的，密码是 “mypassword”。这意味着当你以后需要加载这个私钥时，需要提供相同的密码。如果你想保存未加密的私钥，可以注释掉 PEM_write_bio_RSAPrivateKey 调用中 EVP_des_ede3_cbc() 和密码相关的参数，只留下 NULL。但请注意，未加密的私钥非常不安全，应避免在生产环境中使用。
// 保存未加密的私钥 (不推荐用于生产环境)
// if (!PEM_write_bio_RSAPrivateKey(bp_private, rsa, NULL, NULL, 0, NULL, NULL)) {
// printOpenSSLError("Error writing unencrypted private key to file");
// goto err;
// }
存在的坑
由于我安装的OpenSSL版本是3.0以上，本文出现的主体代码有一个特点，就是 禁止了4996警告（#pragma warning(disable: 4996)），虽然仅用了这个警告，但毕竟只是临时的一个解决办法，事实上OpenSSL 3.0以上版本代码接口发生了变化，是需要进行修改调整的。
再者，EVP_des_ede3_cbc() 是一个旧的加密算法，OpenSSL 3.0 推荐使用更强的算法，例如 EVP_aes_256_cbc()，这些我将在下一篇博客里填坑。