Linux内核的加密函数框架

r囧r小猫 2022-12-14 12:24 195阅读 0赞

**目录**

一、概述

二、案例

1.digest算法（sha1）

2.compress算法（deflate）

3.cipher算法（aes）

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# 一、概述 #

Linux内核支持很多加密算法，包括：对称加密算法，如AES；摘要算法，如sha1,md5；压缩算法，如deflate。

不过内核好像不支持非对称加密算法。这些算法作为加密函数框架的最底层，提供加密和解密的实际操作。这些函数可以在内核crypto文件夹下，相应的文件中找到。不过内核模块不能直接调用这些函数，因为它们并没有export。

内核提供一个统一的框架，来管理这些算法。加密算法通过crypto\_register\_alg()和crypto\_unregister\_alg()注册。

内核将加密算法分为三类，1）cipher，2）compress，3）digest。

加密函数框架中有相应的API封装，提供给模块调用。对于使用这些加密函数，首先通过crypto\_alloc\_tfm()来分配一个加密函数对象的实例。初始化这些实例，然后就可以通过框架提供的API对数据进行加密和解密。完成以后，必须通过crypto\_free\_tfm()撤销实例。

下面是几个代码，或许能够够对内核的加密框架有更直观的了解：

# 二、案例 #

## 1.digest算法（sha1） ##

#include <linux/kernel.h>
    #include <linux/module.h>
    #include <linux/crypto.h>
    #include <linux/scatterlist.h>
    #include <linux/gfp.h>
    #include <linux/err.h>
    #include <linux/syscalls.h>
    #include <linux/slab.h>
    
    struct crypto_tfm *tfm;
    struct scatterlist sg[1];
    char * code1 = "2ew34123132513451345";
    char * code2 = "234123132513451345";
    
    char *do_digest(char * code) {
        char *result;
        int code_len = strlen(code);
       
            tfm = crypto_alloc_tfm("sha1",0);
            if(IS_ERR(tfm))
                    return 0;
            sg_init_one(sg,code,code_len);
    
            crypto_digest_init(tfm);
            crypto_digest_update(tfm,sg,1);
        result = (char *)kmalloc(sizeof(char)*50,GFP_KERNEL);
        if(result == NULL) {
            crypto_free_tfm(tfm);
            return 0;
        }
        memset(result,0,sizeof(char)*50);
        crypto_digest_final(tfm,result);
            crypto_free_tfm(tfm);
        return result;
    }
    
    static int __init test_init(void)
    {
        char *result1,*result2;
        result1 = do_digest(code1);
        if(!result1)
            goto failed2;
        result2 = do_digest(code2);
        if(!result2)
            goto failed1;
       
        if(memcmp(result1,result2,50) != 0)
            printk("<1>code1 != code2\n");
        else
            printk("<1>code1 == code2\n");
        kfree(result2);
    failed1:
        kfree(result1);
    failed2:
        return 0;
    }
    
    static void __exit test_exit(void)
    {
    
    }
    
    module_init(test_init);
    module_exit(test_exit);
    
    MODULE_LICENSE("GPL");
    MODULE_AUTHOR("richardhesidu@chinaunix");

###  ###

## 2.compress算法（deflate） ##

###  ###

## 3.cipher算法（aes）    ##

#include <linux/module.h>
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/crypto.h>
    #include <linux/scatterlist.h>
    #include <linux/gfp.h>
    #include <linux/err.h>
    #include <linux/syscalls.h>
    #include <linux/slab.h>
    #include <linux/highmem.h>
    
    struct crypto_tfm *tfm;
    #if 1
    char *code = "Hello everyone,I'm Richardhesidu"
            "Hello everyone,I'm Richardhesidu"
                "Hello everyone,I'm Richardhesidu";
    
    char *key = "00112233445566778899aabbccddeeff";
    #endif
    
    #if 0
    char code[] = {0x00,0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99,0xaa,
            0xbb,0xcc,0xdd,0xee,0xff};
    char key[] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,
            0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f};
    #endif
    
    static inline  void hexdump(unsigned char *buf,unsigned int len) {
        while(len--)
            printk("%02x",*buf++);
        printk("\n");
    }
    
    static int __init test_init(void) {
        int ret,templen,keylen,codelen;
        struct scatterlist sg[1];
        char *result;
        char *temp;
    
        keylen = 16;
        codelen = strlen(code)/2;
    #if 0
        printk("<1>%s, codelen=%d\n",code,strlen(code));
        printk("<1>%s, keylen=%d\n",key,strlen(key));   
    #endif   
        /* Allocate transform for AES ECB mode */
                
        tfm = crypto_alloc_tfm("aes",CRYPTO_TFM_MODE_ECB);
            if(IS_ERR(tfm)) {
            printk("<1>failed to load transform for aes ECB mode !\n");
                    return 0;
        }
    
        ret = crypto_cipher_setkey(tfm,key,keylen);
        if(ret) {
            printk("<1>failed to setkey \n");
            goto failed1;
        }
       
        sg_init_one(sg,code,codelen);
            
        /* start encrypt */
       
        ret = crypto_cipher_encrypt(tfm,sg,sg,codelen);
        if(ret) {
            printk("<1>encrypt failed \n");
            goto failed1;
        }
       
        temp = kmap(sg[0].page) + sg[0].offset;
    
        hexdump(temp,sg[0].length);
       
              /* start dencrypt */
        templen = strlen(temp)/2;
        sg_init_one(sg,temp,templen);
        ret = crypto_cipher_decrypt(tfm,sg,sg,templen);
            if(ret) {
                    printk("<1>dencrypt failed \n");
                    goto failed1;
            }
    
            result = kmap(sg[0].page) + sg[0].offset;
        printk("<1>%s\n",result);
    //        hexdump(result,sg[0].length);
    
    
    #if 0
        if(memcmp(code,result,strlen(code)) != 0)
            printk("<1>dencrpt was not successful\n");
        else
            printk("<1>dencrypt was successful\n");
    #endif
    failed1:
               crypto_free_tfm(tfm);
        return 0;
    }
    
    static void __exit test_exit(void)
    {
    
    }
    
    module_init(test_init);
    module_exit(test_exit);
    
    MODULE_LICENSE("GPL");
    MODULE_AUTHOR("richardhesidu@chinaunix");

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> 原文作者：[richardhesidu][]  
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