Crypto++ 庫快速上手：靜態連結編譯與常用加解密算法實戰

Crypto++ (CryptoPP) 是功能完整、經過大規模驗證的 C++ 密碼庫，但目錄結構龐雜（根目錄混雜源碼、專案檔、多平台支援），初學者易望而卻步。本文以 VC6 + 靜態連結為例，梳理編譯與核心 API 用法。

一、編譯靜態庫 cryptlib.lib

1. 用 VC6 開啟 cryptopp.dsw，建置 cryptlib 專案（Release/Debug 對應主專案）。
2. 產出 cryptlib.lib 複製至測試專案 cryptopp/lib/。
3. 所有 .h 複製至 cryptopp/include/，專案加入此包含路徑。
4. 專案與庫的 C/C++ → Code Generation → Use run-time library 必須一致（皆 Debug Multithreaded DLL 或 Release Multithreaded DLL），否則連結報錯 LNK2005。

二、常用算法範例

1. MD5（弱算法需啟用宏）

#define CRYPTOPP_ENABLE_NAMESPACE_WEAK 1
#include "md5.h"
using namespace CryptoPP;
#pragma comment(lib, "cryptopp\\lib\\cryptlib.lib")

int main() {
    byte msg[] = "HelloWorld!";
    byte digest[16];
    Weak::MD5 md5;
    md5.Update(msg, 11);
    md5.Final(digest);
    for (int i=0; i<16; i++) printf("%02X", digest[i]);
    printf("\n");
    return 0;
}

2. AES-CBC / CTR 字串加解密

#include "default.h"
#include "cryptlib.h"
#include "filters.h"
#include "modes.h"
#include "aes.h"
#include "hex.h"
using namespace CryptoPP;

int main() {
    byte key[16] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,
                    0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};
    byte iv[16]  = {0x01,0x02,0x03,0x03,0x03,0x03,0x03,0x03,
                    0x03,0x03,0x01,0x02,0x03,0x03,0x03,0x03};

    string plain = "Hello World!";
    string cipher, recovered;

    // CBC + ONE_AND_ZEROS_PADDING
    CBC_Mode::Encryption enc(key, 16, iv);
    StringSource(plain, true,
        new StreamTransformationFilter(enc,
            new StringSink(cipher),
            BlockPaddingSchemeDef::ONE_AND_ZEROS_PADDING));
    CBC_Mode::Decryption dec(key, 16, iv);
    StringSource(cipher, true,
        new StreamTransformationFilter(dec,
            new StringSink(recovered),
            BlockPaddingSchemeDef::ONE_AND_ZEROS_PADDING));

    // CTR + NO_PADDING
    cipher.clear(); recovered.clear();
    CTR_Mode::Encryption enc2(key, 16, iv);
    StringSource(plain, true,
        new StreamTransformationFilter(enc2,
            new StringSink(cipher),
            BlockPaddingSchemeDef::NO_PADDING));
    CTR_Mode::Decryption dec2(key, 16, iv);
    StringSource(cipher, true,
        new StreamTransformationFilter(dec2,
            new StringSink(recovered),
            BlockPaddingSchemeDef::NO_PADDING));
    return 0;
}

3. 檔案級 AES-CTR 加密

SecByteBlock HexDecode(const char* hex) {
    StringSource ss(hex, true, new HexDecoder);
    SecByteBlock result(ss.MaxRetrievable());
    ss.Get(result, result.size());
    return result;
}

void AES_CTR_EncryptFile(const char* hexKey, const char* hexIV,
                         const char* infile, const char* outfile) {
    SecByteBlock key = HexDecode(hexKey);
    SecByteBlock iv  = HexDecode(hexIV);
    CTR_Mode::Encryption aes(key, key.size(), iv);
    FileSource(infile, true,
        new StreamTransformationFilter(aes, new FileSink(outfile)));
}

三、核心類別速查

• StringSource：字串/位元組陣列輸入源，三種建構子支援 const char*、byte*+len、std::string。
• FileSource/FileSink：檔案流管線。
• StreamTransformationFilter：串接加密轉換與輸出端，參數控制 Padding。
• RSA 相關函數參考 cryptest/test.cpp：GenerateRSAKey、RSAEncryptString、RSASignFile 等。

四、避坑指南

1. 執行期庫設定不一致 → LNK2005 重複定義。
2. 舊版標頭檔 <iostream.h> vs 新版 <iostream> + using namespace std;。
3. CTR 模式 IV 重複使用會導致災難性安全漏洞，務必確保 (Key, IV) 唯一。