#微码分享#AES算法的C++包装类

AES为Advanced Encryption Standard的缩写，中文名：高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准，用来替代DES。基于std::string实现的C++包装类，使用得应用AES算法十分简单。完整源代码链接：
​https://github.com/eyjian/libmooon/blob/master/include/mooon/utils/aes_helper.h
https://github.com/eyjian/libmooon/blob/master/src/utils/aes_helper.cpp​

aes_helper.h头文件

// 高级加密标准（Advanced Encryption Standard），
// 在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准，用来替代DES
class CAESHelper
{
public:
    // 加密数据块分组长度，必须为128比特（密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个）
    static int aes_block_size;

public:
    // key 密钥
    //
    // 因为AES要求key长度只能为128或192或256比特中的一种，即16字节或24字节或32字节中的一种，
    // 当key的长度不足16字节时，CAESHelper自动补0足16字节，
    // 当key的长度间于16字节和24字节时，CAESHelper自动补0足24字节，
    // 当key的长度间于24字节和32字节时，CAESHelper自动补0足32字节，
    // 当key的长度超出32字节时，CAESHelper自动截取前32字节作为密钥
    CAESHelper(const std::string& key);
    ~CAESHelper();

    void encrypt(const std::string& in, std::string* out);
    void decrypt(const std::string& in, std::string* out);

private:
    // flag 为true表示加密，为false表示解密
    void aes(bool flag, const std::string& in, std::string* out, void* aes_key);

private:
    void* _encrypt_key;
    void* _decrypt_key;
    std::string _key;
};

aes_helper.cpp实现文件

#if MOOON_HAVE_OPENSSL == 1
int CAESHelper::aes_block_size = AES_BLOCK_SIZE; // 16
#else
int CAESHelper::aes_block_size = 0;
#endif // MOOON_HAVE_OPENSSL

static std::string errcode2errmsg(int errcode)
{
    std::string errmsg;

    if (0 == errcode)
        errmsg = "success";
    else if (-1 == errcode)
        errmsg = "userkey is empty";
    else if (-2 == errcode)
        errmsg = "length of userkey is invalid";
    else
        errmsg = "unknown error";
    return errmsg;
}

CAESHelper::CAESHelper(const std::string& key)
{
    _encrypt_key = NULL;
    _decrypt_key = NULL;
    _key = key;

    const std::string::size_type LEN16 = 16;
    const std::string::size_type LEN24 = 24;
    const std::string::size_type LEN32 = 32;
    const std::string::size_type len = key.size();
    if ((len != LEN16) &&
        (len != LEN24) &&
        (len != LEN32))
    {
        if (len < LEN16)
            _key.resize(LEN16);
        else if (len < LEN24)
            _key.resize(LEN24);
        else if (len < LEN32)
            _key.resize(LEN32);
        else
            _key.resize(LEN32);
    }
}

CAESHelper::~CAESHelper()
{
#if MOOON_HAVE_OPENSSL == 1
    delete (AES_KEY*)_encrypt_key;
    delete (AES_KEY*)_decrypt_key;
#endif // MOOON_HAVE_OPENSSL
}

void CAESHelper::encrypt(const std::string& in, std::string* out)
{
#if MOOON_HAVE_OPENSSL == 1
    if (NULL == _encrypt_key)
    {
        _encrypt_key = new AES_KEY;

        const int errcode = AES_set_encrypt_key((const unsigned char*)(_key.data()), (int)(_key.size()*8), (AES_KEY*)_encrypt_key);
        if (errcode != 0) // 理论上不会返回非0，因为构造函数已经处理好了key的长度
        {
            delete (AES_KEY*)_encrypt_key;
            _encrypt_key = NULL;
            THROW_EXCEPTION(errcode2errmsg(errcode), errcode);
        }
    }

    aes(true, in, out, _encrypt_key);
#endif // MOOON_HAVE_OPENSSL
}

void CAESHelper::decrypt(const std::string& in, std::string* out)
{
#if MOOON_HAVE_OPENSSL == 1
    if (NULL == _decrypt_key)
    {
        _decrypt_key = new AES_KEY;

        const int errcode = AES_set_decrypt_key((const unsigned char*)(_key.data()), (int)(_key.size()*8), (AES_KEY*)_decrypt_key);
        if (errcode != 0) // 理论上不会返回非0，因为构造函数已经处理好了key的长度
        {
            delete (AES_KEY*)_decrypt_key;
            _decrypt_key = NULL;
            THROW_EXCEPTION(errcode2errmsg(errcode), errcode);
        }
    }

    aes(false, in, out, _decrypt_key);
#endif // MOOON_HAVE_OPENSSL
}

void CAESHelper::aes(bool flag, const std::string& in, std::string* out, void* aes_key)
{
#if MOOON_HAVE_OPENSSL == 1
    AES_KEY* aes_key_ = (AES_KEY*)aes_key;

    std::string in_tmp = in;
    if (in.size() % AES_BLOCK_SIZE != 0)
    {
        std::string::size_type tmp_size = in.size() + (AES_BLOCK_SIZE - in.size() % AES_BLOCK_SIZE);
        in_tmp.resize(tmp_size);
    }

    const char* in_p = in_tmp.data();
    out->resize(in_tmp.size());
    char* out_p = const_cast<char*>(out->data());

    for (std::string::size_type i=0; i<in.size(); i+=AES_BLOCK_SIZE)
    {
        char out_tmp[AES_BLOCK_SIZE];

        if (flag)
            AES_encrypt((const unsigned char*)(in_p), (unsigned char*)(out_tmp), aes_key_);
        else
            AES_decrypt((const unsigned char*)(in_p), (unsigned char*)(out_tmp), aes_key_);

        in_p += AES_BLOCK_SIZE;
        memcpy(out_p+i, out_tmp, AES_BLOCK_SIZE);
    }
#else
    *out = ''; // 需要加上这一句，不然难区分HAVE_OPENSSL值是否为1或不为1的情况
#endif // MOOON_HAVE_OPENSSL
}