如何在Linux环境下使用C语言实现数据加密？

Linux 下使用 gpg 或 openssl 命令进行文件加密，确保数据安全传输。

Linux C 加密

背景介绍

在Linux环境下，C语言提供了多种加密方式，包括按位异或、哈希算法（如MD5和SHA1）以及对称加密算法（如AES），本文将详细介绍这些加密方法及其实现，并通过示例代码进行解释。

按位异或加密

按位异或是一种简单的加密方式，通过与某个数值进行按位异或操作来加密和解密数据。

示例代码

#include<stdio.h>
// 加密解密程序
void encrypt(char *message) {
    while (*message) {
        *message = *message ^ 31; // 对 message 的每一个字符和 31 进行按位异或
        message++;
    }
}
int main() {
    char s[] = "Hello qizexi";
    // 运行一次：进行加密
    encrypt(s);
    printf("加密:%s
", s);
    // 再运行一次是解密
    encrypt(s);
    printf("解密:%s
", s);
    return 0;
}

输出结果

加密:Urjt~vqzdvkxvlw=
解密:Hello qizexi

MD5 加密

MD5是一种广泛使用的哈希函数，尽管它已不再安全，但仍然可以用于学习目的。

示例代码

#include <openssl/md5.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    unsigned char outmd[16];
    char buffer[] = "hello
";
    int i;
    MD5_CTX ctx;
    MD5_Init(&ctx);
    MD5_Update(&ctx, buffer, strlen(buffer));
    MD5_Final(outmd, &ctx);
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02X", outmd[i]);
    }
    printf("
");
    return 0;
}

编译选项

g++ MD5test.cpp -lssl -o MD5test

输出结果

B1946AC92492D2347C6235B4D2611184

SHA1 加密

SHA1是MD5的升级版，提供更高的安全性。

示例代码

#include <openssl/sha.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    unsigned char outsh[20];
    char buffer[] = "hello
";
    int i;
    SHA_CTX ctx;
    SHA1_Init(&ctx);
    SHA1_Update(&ctx, buffer, strlen(buffer));
    SHA1_Final(outsh, &ctx);
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%02X", outsh[i]);
    }
    printf("
");
    return 0;
}

编译选项

g++ SHA1test.cpp -lssl -lcrypto -o SHA1test

输出结果

DAF9BAE4E8CEBFB7DFFABEE38B3CD9892E6DF8BB7

AES 加密

AES是一种对称加密标准，广泛用于数据保护，使用OpenSSL库可以实现AES加密。

示例代码

#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void Encryption(const unsigned char *plaintext, int plaintext_len, unsigned char *key,
               unsigned char *iv, unsigned char *ciphertext) {
    EVP_CIPHER_CTX *ctx;
    int len;
    int ciphertext_len;
    if (!(ctx = EVP_CIPHER_CTX_new())) handleErrors();
    if (1 != EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, key, iv)) handleErrors();
    if (1 != EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &len, plaintext, plaintext_len)) handleErrors();
    ciphertext_len = len;
    if (1 != EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + len, &len)) handleErrors();
    ciphertext_len += len;
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
}
int main() {
    unsigned char *key = (unsigned char *)"0123456789abcdef"; // 密钥长度为16字节（AES-128）
    unsigned char *iv = (unsigned char *)"1234567890abcdef"; // 初始化向量长度为16字节（AES-128）
    unsigned char *plaintext = (unsigned char *)"Hello qizexi";
    unsigned char ciphertext[128];
    int decryptedtext_len, ciphertext_len;
    unsigned char decryptedtext[128];
    Encryption(plaintext, strlen((char *)plaintext), key, iv, ciphertext);
    printf("加密:");
    for (int i = 0; i < strlen((char *)ciphertext); i++) {
        printf("%02X", ciphertext[i]);
    }
    printf("
");
    EVP_CIPHER_CTX *ctx;
    if (!(ctx = EVP_CIPHER_CTX_new())) handleErrors();
    if (1 != EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, key, iv)) handleErrors();
    if (1 != EVP_DecryptUpdate(ctx, decryptedtext, &decryptedtext_len, ciphertext, strlen((char *)ciphertext))) handleErrors();
    if (1 != EVP_DecryptFinal_ex(ctx, decryptedtext + decryptedtext_len, &len)) handleErrors();
    decryptedtext_len += len;
    decryptedtext[decryptedtext_len] = '