Criptografía en C++: cifrado y hash — guía completa

Criptografía en C++: cifrado y hash — guía completa

La criptografía es la base fundamental de la seguridad de las aplicaciones modernas. En C++, los desarrolladores tienen acceso a potentes bibliotecas que permiten implementar cifrado, descifrado y hash de datos. En este artículo, analizaremos en detalle dos bibliotecas populares: OpenSSL y Crypto++, y también abordaremos conceptos clave: cifrado simétrico (AES), cifrado asimétrico (RSA) y funciones hash criptográficas (SHA-256).

1. Conceptos básicos de criptografía

Antes de pasar al código, es importante comprender los términos básicos:

• Cifrado simétrico — se utiliza una sola clave tanto para cifrar como para descifrar. Ejemplos: AES, DES, ChaCha20.
• Cifrado asimétrico — un par de claves: pública (para cifrar) y privada (para descifrar). Ejemplos: RSA, ECC.
• Funciones hash — transformación irreversible de datos en una cadena de longitud fija. Ejemplos: SHA-256, MD5 (obsoleto), BLAKE2.
• Sal (salt) — datos aleatorios añadidos a la contraseña antes del hash para proteger contra tablas rainbow.

2. Biblioteca OpenSSL en C++

OpenSSL es una biblioteca multiplataforma de código abierto que implementa los protocolos SSL/TLS y un amplio conjunto de algoritmos criptográficos. Para trabajar con ella en C++, es necesario incluir los archivos de encabezado y enlazar con las bibliotecas libssl y libcrypto.

Ejemplo 1: Hash SHA-256 con OpenSSL

#include <iostream>#include <openssl/sha.h>#include <cstring>

std::string sha256(const std::string& input) {    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];    SHA256_CTX sha256;    SHA256_Init(&sha256);    SHA256_Update(&sha256, input.c_str(), input.length());    SHA256_Final(hash, &sha256);

    std::string output;    for(int i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++) {        char buf[3];        sprintf(buf, "%02x", hash[i]);        output += buf;    }    return output;}

int main() {    std::string data = "PythonLib - criptografía en C++";    std::cout << "SHA-256: " << sha256(data) << std::endl;    return 0;}

Este código demuestra el uso básico del contexto SHA256. La función SHA256_Init inicializa el contexto, SHA256_Update añade datos (se puede llamar varias veces para procesamiento en flujo) y SHA256_Final completa el cálculo y escribe el resultado.

Ejemplo 2: Cifrado simétrico AES-256-CBC

#include <iostream>#include <openssl/evp.h>#include <vector>#include <cstring>

std::vector<unsigned char> aes_encrypt(const std::string& plaintext,                                        const unsigned char* key,                                        const unsigned char* iv) {    EVP_CIPHER_CTX* ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();    EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_cbc(), nullptr, key, iv);

    std::vector<unsigned char> ciphertext(plaintext.size() + EVP_CIPHER_block_size(EVP_aes_256_cbc()));    int len = 0;    int ciphertext_len = 0;

    EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext.data(), &len,                      reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.c_str()), plaintext.size());    ciphertext_len = len;

    EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext.data() + len, &len);    ciphertext_len += len;    ciphertext.resize(ciphertext_len);

    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);    return ciphertext;}

int main() {    // Clave de 256 bits (32 bytes) e IV de 128 bits (16 bytes)    unsigned char key[32] = "01234567890123456789012345678901";    unsigned char iv[16] = "0123456789012345";

    std::string message = "Datos secretos para PythonLib";