RSA via OpenSSL libeay32 on Delphi / RAD Studio / Embarcadero

Описание

Реализация шифрования/дешифрование строки алгоритмом RSA через библиотеку openssl с указанием файлов секретного и публичного ключа в формате PEM.

При ключе 1024 бит длина строки при RSA_PKCS1_PADDING = 117 байт, при RSA_NO_PADDING максимальная длина строки = 128 байт При увеличении битности ключа увеличивается длина строки для шифрования.

Текущая версия исправлена и корректно работает после компиляции в EXE версииях и выше

Description

Implementation of encryption / decryption of a string using the RSA algorithm through the openssl library, specifying the secret and public key files in PEM format.

With the 1024 bit key, the string length with RSA_PKCS1_PADDING = 117 bytes, with RSA_NO_PADDING, the maximum string length = 128 bytes. Increasing the key bit increases the encryption string length. The current version has been fixed and works correctly after compilation in XE versions and higher

Generate private key

openssl genrsa 1024 > private.pem

Generate public key from private

openssl rsa -in private.pem -pubout > public.pem

Souce Code

Init

OpenSSL_add_all_algorithms;
OpenSSL_add_all_ciphers;
OpenSSL_add_all_digests;
ERR_load_crypto_strings;
ERR_load_RSA_strings;

Destroy

EVP_cleanup;
ERR_free_strings;

Encrypt with the private key in PEM format

{Шифрование/дешифрование flen размера буфера from в буфер _to используя структуру RSA ключа загруженного ранее в режиме выравнивания 
данных padding. Получаем длину шифрованного/дешифрованного буфера или -1 при ошибке
Шифрование публичным ключом}

function RSA_private_encrypt(flen: integer; from: PCharacter; _to: PCharacter; rsa: pRSA; padding: integer): integer; cdecl;

Decrypt with the publick key in PEM format

{Дешифрование публичным ключом}
function RSA_public_decrypt(flen: integer; from: PCharacter; _to: PCharacter; rsa: pRSA; padding: integer): integer; cdecl;

Encrypt with the publick key in PEM format

{Шифрование публичным ключом}
function RSA_public_encrypt(flen: integer; from: PCharacter; _to: PCharacter; rsa: pRSA; padding: integer): integer; cdecl;

Decrypt with the private key in PEM format

{Дешифрование секретным ключом}
function RSA_private_decrypt(flen: integer; from: PCharacter; _to: PCharacter; rsa: pRSA; padding: integer): integer; cdecl;

Examples

KeyFile – пусть до ключа/path key ('C:\key.pem'):

function LoadPublicKey(KeyFile: string) :pEVP_PKEY ;
var
  mem: pBIO;
  k: pEVP_PKEY;
begin
  k:=nil;
  mem := BIO_new(BIO_s_file()); //BIO типа файл
  BIO_read_filename(mem, PAnsiChar(KeyFile)); // чтение файла ключа в BIO
  try
    result := PEM_read_bio_PUBKEY(mem, k, nil, nil); //преобразование BIO  в структуру pEVP_PKEY, третий параметр указан nil, означает для ключа не нужно запрашивать пароль
  finally
    BIO_free_all(mem);
  end;
end;

function LoadPrivateKey(KeyFile: string) :pEVP_PKEY;
var
  mem: pBIO;
  k: pEVP_PKEY;
begin
  k := nil;
  mem := BIO_new(BIO_s_file());
  BIO_read_filename(mem, PAnsiChar(KeyFile));
  try
    result := PEM_read_bio_PrivateKey(mem, k, nil, nil);
  finally
    BIO_free_all(mem);
  end;
end;

var
FPublicKey: pEVP_PKEY;
FPrivateKey: pEVP_PKEY;
err: Cardinal;
…
FPublicKey := LoadPublicKey(‘C:\public.key’); 
FPrivateKey := LoadPrivateKey(‘C:\private.key’);
 
 //if FPrivateKey = nil then // если ключ не вернулся, то читаем ошибку
if FPublicKey = nil then   
begin
	err := ERR_get_error;
	repeat
		log.Lines.Add(string(ERR_error_string(err, nil)));
		err := ERR_get_error;
	until err = 0;
	end;

Example - Encrypt with the PEM-public key*

var
	rsa: pRSA; // структура RSA
	size: Integer;
	FCryptedBuffer: pointer; // Выходной буфер 
	b64, mem: pBIO; 
	str, data: AnsiString; 
	len, b64len: Integer; 
	penc64: PAnsiChar;
	size: Integer;
	err: Cardinal
begin
	rsa := EVP_PKEY_get1_RSA(FPrivateKey); // Получение RSA структуры
	EVP_PKEY_free(FPrivateKey); // Освобождение pEVP_PKEY
	size := RSA_size(rsa); // Получение размера ключа
	GetMem(FCryptedBuffer, size); // Определение размера выходящего буфера
	str := AnsiString(‘Some text to encrypt’); // Строка для шифрования

	//Шифрование
	len := RSA_public_encrypt(Length(str),  // Размер строки для шифрования
							  PAnsiChar(str),  // Строка шифрования
							  FCryptedBuffer,  // Выходной буфер
							  rsa, // Структура ключа
							  RSA_PKCS1_PADDING // Определение выравнивания
							  );

	if len > 0 then // длина буфера после шифрования
	  begin
	  // полученный бинарный буфер преобразуем в человекоподобный base64
		b64 := BIO_new(BIO_f_base64); // BIO типа base64
		mem := BIO_push(b64, BIO_new(BIO_s_mem)); // Stream
		try
			BIO_write(mem, FCryptedBuffer, len); // Запись в Stream бинарного выходного буфера
			BIO_flush(mem);
			b64len := BIO_get_mem_data(mem, penc64); //получаем размер строки в base64
			SetLength(data, b64len); // задаем размер выходному буферу
			Move(penc64^, PAnsiChar(data)^, b64len); // Перечитываем в буфер data строку в base64 
		finally
			BIO_free_all(mem);
		end;
	  end
	  else
	  begin // читаем ошибку, если длина шифрованной строки -1
		err := ERR_get_error;
		repeat
			log.Lines.Add(string(ERR_error_string(err, nil)));
			err := ERR_get_error;
		until err = 0;
	  end;
	RSA_free(rsa);
end;

Example - Decrypt result with the PEM-private key*

var
  rsa: pRSA;
  out_: AnsiString;
  str, data: PAnsiChar;
  len, b64len: Integer;
  penc64: PAnsiChar;
  b64, mem, bio_out, bio: pBIO;
  size: Integer;
  err: Cardinal;
begin
	//ACryptedData : string; // Строка в base64
	rsa := EVP_PKEY_get1_RSA(FPublicKey);
	size := RSA_size(rsa);
	GetMem(data, size);  // Определяем размер выходному буферу дешифрованной строки
	GetMem(str, size); // Определяем размер шифрованному буферу после конвертации из base64

	//Decode base64
	b64 := BIO_new(BIO_f_base64);
	mem := BIO_new_mem_buf(PAnsiChar(ACryptedData), Length(ACryptedData));
	BIO_flush(mem);
	mem := BIO_push(b64, mem);
	BIO_read(mem, str , Length(ACryptedData)); // Получаем шифрованную строку в бинарном виде
	BIO_free_all(mem);
	// Дешифрование
	len := RSA_private_decrypt(size, PAnsiChar(str), data, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
	if len > 0 then
	begin	
	// в буфер data данные расшифровываются с «мусором» в конца, очищаем, определяем размер переменной out_ и переписываем в нее нужное количество байт из data
		SetLength(out_, len); 
		Move(data^, PAnsiChar(out_ )^, len);
	end
	else
    begin // читаем ошибку, если длина шифрованной строки -1
		err := ERR_get_error;
		repeat
			log.Lines.Add(string(ERR_error_string(err, nil)));
			err := ERR_get_error;
		until err = 0;
	end;
end;

Example - Included private/public key

var
  mem, keybio: pBIO;
  k: pEVP_PKEY;
  keystring: AnsiString;
begin
  keystring :=
  '-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----' + #10 +
  'MIICXgIBAAKBgQCfydli2u2kJfb2WetkOekjzQIg7bIuU7AzAlBUPuA72UYXWnQ/' + #10 +
  'XcdSzEEMWSBLP7FO1vyVXR4Eb0/WqthF0ZViOK5bCN9CnR/1GMMiSqmIdByv/gUe' + #10 +
  'Z/UjGrKmxeQOoa2Yt0MJC64cNXgnKmYC7ui3A12LlvNdBBEF3WpcDbv+PQIDAQAB' + #10 +
  'AoGBAJnxukKHchSHjxthHmv9byRSyw42c0g20LcUL5g6y4Zdmi29s+moy/R1XOYs' + #10 +
  'p/RXdNfkQI0WnWjgZScIij0Z4rSs39uh7eQ5qxK+NH3QIWeR2ZNIno9jAXPn2bkQ' + #10 +
  'odS8FPzbZM9wHhpRvKW4FNPXqTc3ZkTcxi4zOwOdlECf9G+BAkEAzsJHgW1Isyac' + #10 +
  'I61MDu2qjMUwOdOBYS8GwEBfi/vbn/duwZIBXG/BZ7Pn+cBwImfksEXwx0MTkgF3' + #10 +
  'gyaChUSu+QJBAMXX3d94TwcF7lG9zkzc+AR/Onl4Z5UAb1GmUV57oYIFVgW1RIOk' + #10 +
  'vqynXWrTjTOg9C9j+VEpBG67LcnkwU16JmUCQH7pukKz9kAhnw43PcycDmhCUgvs' + #10 +
  'zCn/V8GCwiOHAZT7qLyhBrzazHj/cZFYknxMEZAyHk3x2n1w8Q9MACoVsuECQQDF' + #10 +
  'U7cyara31IyM7vlS5JpjMdrKyPLXRKXDFFXYHQtLubLA4rlBbBHZ9txP7kzJj+G9' + #10 +
  'WsOS1YxcPUlAM28xrYGZAkEArVKJHX4dF8UUtfvyv78muXJZNXTwmaaFy02xjtR5' + #10 +
  'uXWT1QjVN2a6jv6AW7ukXiSoE/spgfvdoriMk2JSs88nUw==' + #10 +
  '-----END RSA PRIVATE KEY-----' ;
  k := nil;


  keybio := BIO_new_mem_buf(Pchar(keystring), -1);
  mem := BIO_new(BIO_s_mem());
  BIO_read(mem, PAnsiChar(keystring), length(PAnsiChar(keystring)));
  try
    result := PEM_read_bio_PrivateKey(keybio, k, nil, nil);
  finally
    BIO_free_all(mem);
  end;
end;