Criptografía en C++: cifrado y hashes con OpenSSL y Crypto++

Criptografía en C++: cifrado y hashes con OpenSSL y Crypto++

La protección confiable de datos es una necesidad básica de cualquier aplicación moderna. C++ proporciona a los desarrolladores herramientas potentes para implementar algoritmos criptográficos: desde el hashing simple hasta esquemas complejos de cifrado asimétrico. En este artículo, analizaremos las dos bibliotecas más populares — OpenSSL y Crypto++ — y mostraremos cómo resolver tareas típicas con ellas: hashing, cifrado simétrico (AES) y cifrado asimétrico (RSA).

1. OpenSSL: proveedor criptográfico universal

OpenSSL es el estándar de facto para la criptografía en C/C++. La biblioteca admite todos los algoritmos principales, certificados X.509 y protocolos TLS. Para trabajar, necesitará instalar el paquete libssl-dev (Linux) o descargar las compilaciones binarias para Windows.

1.1 Hashing SHA-256

La tarea más simple es calcular el hash de una cadena. Usamos la API de bajo nivel (EVP).

#include <iostream>#include <openssl/evp.h>#include <iomanip>

std::string sha256(const std::string& str) {    EVP_MD_CTX* ctx = EVP_MD_CTX_new();    EVP_DigestInit_ex(ctx, EVP_sha256(), nullptr);    EVP_DigestUpdate(ctx, str.data(), str.size());

    unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];    unsigned int hash_len;    EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hash_len);    EVP_MD_CTX_free(ctx);

    std::stringstream ss;    for (unsigned int i = 0; i < hash_len; ++i)        ss << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0')            << (int)hash[i];    return ss.str();}

int main() {    std::cout << sha256("Hello, Crypto!") << std::endl;    return 0;}

1.2 Cifrado simétrico AES-256-CBC

Para cifrar datos con una sola clave, usamos AES en modo CBC. Importante: la clave y el IV (vector de inicialización) deben ser aleatorios.

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

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

    std::vector<unsigned char> ciphertext(plaintext.size() + 16);    int out_len, tmp_len;    EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext.data(), &out_len, plaintext.data(), plaintext.size());    EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext.data() + out_len, &tmp_len);    out_len += tmp_len;    ciphertext.resize(out_len);

    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);    return ciphertext;}

El descifrado se realiza de manera similar mediante EVP_DecryptInit_ex y EVP_DecryptUpdate.

1.3 Cifrado asimétrico RSA

RSA se utiliza para el intercambio de claves o la firma de datos. Generación de un par de claves:

#include <openssl/rsa.h>#include <openssl/pem.h>

RSA* generate_rsa_keypair(int bits = 2048) {    RSA* rsa = RSA_new();    BIGNUM* e = BN_new();    BN_set_word(e, 65537);    RSA_generate_key_ex(rsa, bits, e, nullptr);    BN_free(e);    return rsa;}

// Guardar la clave pública en PEMvoid save_public_key(RSA* rsa, const char* filename) {    BIO* bio = BIO_new_file(filename, "w");    PEM_write_bio_RSA_PUBKEY(bio, rsa);    BIO_free(bio);}

2. Crypto++: alternativa orientada a C++

Crypto++ (biblioteca de Wei Dai) ofrece una interfaz más "nativa" para C++: plantillas, RAII, flujos. No requiere dependencias externas.

2.1 Hashing SHA-256 en Crypto++

#include <cryptopp/sha.h>#include <cryptopp/hex.h>#include <iostream>

std::string sha256_cryptopp(const std::string& msg) {    CryptoPP::SHA256 hash;    byte digest[Cr