mbedtls入门和使用

1.mbedtls简介

       mbedtls 库提供了一组可单独使用和编译的加密组件，还可以使用单个配置头文件加入或排除这些组件。 
从功能角度来看，该mbedtls分为三个主要部分

： 

• – SSL/TLS 协议实施。 
• – 一个加密库。 
• – 一个 X.509 证书处理库。

2.mbedtls安装

2.1克隆源代码

 git clone https://github.com/ARMmbed/mbedtls.git

2.2切换分支（可选）

git checkout -b mbedtls-2.4 origin/mbedtls-2.4

• – checkout 切换分支 
• – -b mbedtls-2.4 创建本地分支 
• – origin/mbedtls-2.4 切换到远程分支mbedtls-2.4

2.3查看分支

git branch    development * mbedtls-2.4

2.4安装

make方式

make SHARED=1 sudo make install

• 使用make时默认情况下并不会生成动态链接库
• SHARED=1 生成动态链接库

cmake方式（推荐）
cmake方式比make方式的步骤要多一些，如果目标主机并没有安装cmake工具，可通过apt-get工具安装cmake

1.# 更新软件源 2.sudo apt-get update 3.# 通过软件源安装cmake 4.sudo apt-get install cmake 5.# 生成makefile文件，启用生成动态链接库选项 6.cmake -DUSE_SHARED_MBEDTLS_LIBRARY=On . 7.# 以下步骤和make方式相同 8.make 9.sudo make install

• -DUSE_SHARED_MBEDTLS_LIBRARY=On 生成动态链接库
• 使用cmake时，不要忘记之后cmake指令之后的 . ，该点表示当前目录

2.5修改mbedtls配置

make方法

1.# 设置MBEDTLS_CONFIG_FILE宏，指向config-ccm-psk-tls1_2.h 2.CFLAGS="-I$PWD/configs -DMBEDTLS_CONFIG_FILE=' 
  
    '"  3.# 重新编译 4.make 
  

1.# 删除之前cmake相关中间文件，但是不包括CMakeLists.txt文件 2.find . -iname '*cmake*' -not -name CMakeLists.txt -exec rm -rf {} + 3.# 指定配置文件为 config-ccm-psk-tls1_2.h，重新编译 4.CFLAGS="-I$PWD/configs -DMBEDTLS_CONFIG_FILE=' 
  
    '" cmake . 
  

• 默认情况下 动态链接库安装至 /usr/local/lib 包括libmbedtls.so libmbedcrypto.so libmbedx509.so
• 默认情况下 头文件安装至 /usr/local/include/mbedtls
• 默认情况下 mbedtls的相关工具将安装只 /usr/local/bin目录下，例如gen_key等

3.基础示例

#include 
  
    #include 
   
     #include "mbedtls/md.h" #define mbedtls_printf     printf int main(void) {     int ret;     unsigned char secret[] = "a secret";     unsigned char buffer[] = "some data to hash";     unsigned char digest[32];     mbedtls_md_context_t sha_ctx;     mbedtls_md_init(&sha_ctx);     memset(digest, 0x00, sizeof(digest));     ret = mbedtls_md_setup(&sha_ctx, mbedtls_md_info_from_type(MBEDTLS_MD_SHA256), 1);     if (ret != 0)     {         mbedtls_printf("  ! mbedtls_md_setup() returned -0x%04x\n", -ret);         goto exit;     }     mbedtls_md_hmac_starts(&sha_ctx, secret, sizeof(secret) - 1);     mbedtls_md_hmac_update(&sha_ctx, buffer, sizeof(buffer) - 1);     mbedtls_md_hmac_finish(&sha_ctx, digest );     mbedtls_printf("HMAC: ");     for (int i = 0; i < sizeof(digest); i++)         mbedtls_printf("%02X", digest[i]);     mbedtls_printf("\n"); exit:     mbedtls_md_free( &sha_ctx );     return ret; } 
    
  

• hmac算法需要两个参数，一个称为秘钥，此处为secret，另一个称为消息，此处为buffer
• 消息认证码保留在 digest 数组中
• 此处hmac算法选择sha256算法作为单向散列函数，所以hmac的计算结果一定为32字节。
• 在mbedtls中，消息认证码的生成分为三个步骤 

1. mbedtls_md_hmac_starts 设置密钥
2. mbedtls_md_hmac_update 填充消息，本示例仅填充了一次
3. mbedtls_md_hmac_finish 生成消息认证码，结果保存至digest中

• 最后把digest使用HEX格式打印至控制台

cmake
在hmac-test.c同目录中新建一个名为Cmakelists.txt的文件，文件内容如下

cmake_minimum_required(VERSION 2.6) # 定义工程名称 project("hmac-test") # 定义依赖动态链接库 set(libs     mbedtls     mbedcrypto      mbedx509 ) set(targets     hmac-test ) add_executable(hmac-test hmac-test.c) target_link_libraries(hmac-test ${libs})

验证测试
 

# 生成makefile文件 cmake . # 执行makefile，生成可执行文件hmac-test make # 运行可执行文件hmac-test ./hmac-test # 控制台输出运行结果 HMAC: 7FD04DF92F636FD450BC841C9418E5825C17F33AD9C87CA45971F7F77E

更多角度验证

const crypto = require('crypto'); const hmac = crypto.createHmac('sha256', 'a secret'); hmac.update('some data to hash'); console.log(hmac.digest('hex')); // Prints: // 7fd04df92f636fd450bc841c9418e5825c17f33ad9c87ca45971f7f77e

1. 安装mbedtls可使用make方法和cmake方法，两种方式均可正确安装mbedtls
2. mbedtls提供三个重要动态链接库——libmbedtls.so libmbedcrypto.so libmbedx509.so
3. 通过cmake方式可更方便的编写mbedtls应用