Criptografía en C++: guía completa de cifrado y hashing

Criptografía en C++: de la teoría a la práctica del cifrado y hashing

La criptografía es la base fundamental de la seguridad de las aplicaciones modernas. En C++, el desarrollador tiene a su disposición potentes bibliotecas que permiten implementar tanto el cifrado simétrico/asimétrico como el hashing criptográfico. En este material analizaremos dos bibliotecas clave: OpenSSL (el estándar de facto) y Crypto++ (C++ puro, fácil de integrar). Aprenderá cómo cifrar datos, verificar la integridad y proteger contraseñas.

Conceptos criptográficos fundamentales

Antes de pasar al código, es importante comprender tres operaciones básicas:

• Cifrado simétrico (AES, ChaCha20): una sola clave para cifrar y descifrar. Rápido, adecuado para grandes volúmenes de datos.
• Cifrado asimétrico (RSA, ECC): un par de claves (pública/privada). Se utiliza para el intercambio de claves y firmas digitales.
• Hashing (SHA-256, MD5): transformación irreversible de datos en una cadena de longitud fija. Se utiliza para verificar la integridad y almacenar contraseñas.

1. Trabajar con OpenSSL en C++

OpenSSL es una biblioteca multiplataforma en C, accesible mediante enlace. Instalación: sudo apt install libssl-dev (Linux) o mediante vcpkg/conan para Windows.

Ejemplo: cifrado simétrico AES-256-CBC

#include <iostream>#include <string>#include <openssl/evp.h>#include <openssl/rand.h>

std::string 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::string ciphertext(plaintext.size() + 16, '\\0');    int len = 0, ciphertext_len = 0;    EVP_EncryptUpdate(ctx, reinterpret_cast<unsigned char*>(&ciphertext[0]), &len,                      reinterpret_cast<const unsigned char*>(plaintext.data()), plaintext.size());    ciphertext_len = len;    EVP_EncryptFinal_ex(ctx, reinterpret_cast<unsigned char*>(&ciphertext[ciphertext_len]), &len);    ciphertext_len += len;    ciphertext.resize(ciphertext_len);    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);    return ciphertext;}

int main() {    unsigned char key[32], iv[16];    RAND_bytes(key, sizeof(key)); // Generación de clave aleatoria    RAND_bytes(iv, sizeof(iv));

    std::string data = "Mensaje secreto";    std::string encrypted = aes_encrypt(data, key, iv);    std::cout << "Cifrado: " << encrypted.size() << " bytes" << std::endl;    return 0;}

Hashing SHA-256 con OpenSSL

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

std::string sha256(const std::string& str) {    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];    SHA256_CTX sha256;    SHA256_Init(&sha256);    SHA256_Update(&sha256, str.c_str(), str.size());    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::cout << "SHA-256: " << sha256("¡Hola, Crypto!") << std::endl;    return 0;}

2. Biblioteca Crypto++ (implementación pura en C++)

Crypto++ (cryptopp) es una biblioteca completa en C++ sin dependencias externas. Instalación: sudo apt install libcrypto++-dev o descargar desde cryptopp.com.

Ejemplo: cifrado RSA con Crypto++

#include <iostream>#include <string>#include <cryptopp/rsa.h>#include <cryptopp/osrng.h>#include <cryptopp/base64.h>

int main() {    using namespace CryptoPP;

    AutoSeededRandomPool rng;    Inve