使用libgcrypt产生rsa key

产生key的接口函数为：

gcry_error_t gcry_pk_genkey (gcry_sexp_t * r_key, gcry_sexp_t parms)

生成的key存放在r_key中，生成key的参数为parms。非对称加密使用S-expressions，典型的参数为：

(genkey (rsa (nbits 4:2048)))

首先需要构造parms，使用下列接口：

gcry_error_t gcry_sexp_new (gcry_sexp_t * r_sexp, const void * buffer , size_t length , int autodetect )

结果存储到r_sexp，buffer是s表达式的字符串表示，length是字符串的长度，如果字符串是null-terminated的，则长度可以为0，autodetect为0，则buffer的格式为canonized format；为1，则自动识别。

生成的key包含public-key和private-key，通过下列结果可以分别提取出来：

gcry_sexp_t gcry_sexp_find_token (const gcry_sexp_t list , const char * token , size_t toklen )

token是token的名字，toklen不是0，则是token的长度，为0表示是null-terminated字符串。

为了存储key，还需要通过下列接口将gcry_sexp_t类型的key转换为字符串或二进制数据：

size_t gcry_sexp_sprint (gcry_sexp_t sexp , int mode , char * buffer , size t maxlength )

mode主要有：

GCRYSEXP_FMT_CANON，二进制数据格式，适合存储到文件。

GCRYSEXP_FMT_ADVANCED，文本格式。

如果buffer为NULL，则返回是存储sexp需要的长度。如果buffer不是NULL，则返回成功存储到buffer的长度，如果buffer太短，则返回0。

产生key的时候，会读取/dev/random，为等待熵的产生，这通常需要等待等久，可以通过(flags transient-key)参数来设置不使用/dev/random，但安全性会降低。

示例函数：

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#include <gcrypt.h>
 
enum
{
    RSA_KEY_LEN_1024 = 1024,
    RSA_KEY_LEN_2048 = 2048,
    RSA_KEY_lEN_4096 = 4096,
};
 
enum
{
    RSA_KEY_FMT_CANON = GCRYSEXP_FMT_CANON,
    RSA_KEY_FMT_ADVANCED = GCRYSEXP_FMT_ADVANCED,
};
 
int gcrypt_gen_rsa_key(int key_len, int transient, int format,
    unsigned char **public, int *public_len,
    unsigned char **private, int *private_len)
{
    gcry_sexp_t key_spec = NULL,
                key = NULL, 
                pubkey = NULL, 
                seckey = NULL ;
 
    char key_exp_str[256];
    int ret = 1;
 
    switch (key_len) {
    case RSA_KEY_LEN_1024:
    case RSA_KEY_LEN_2048:
    case RSA_KEY_lEN_4096:
        break;
    default:
        return 1;
    };
 
    switch (format) {
    case RSA_KEY_FMT_CANON:
    case RSA_KEY_FMT_ADVANCED:
        break;
    default:
        return 1;
    };
 
    if (sizeof(key_exp_str) == 
        snprintf(key_exp_str, sizeof(key_exp_str), "(genkey (rsa %s(nbits 4:%d)))",
        transient ? "(flags transient-key) " : "",
        key_len)) 
    {
        fprintf(stderr, "bufoverflow\n");
        return 1;
    }
 
    if (gcry_sexp_new(&key_spec, key_exp_str, 0, 1)){
        fprintf(stderr, "new S-expression failed\n");
        return 1;
    }
 
    if (gcry_pk_genkey(&key, key_spec)) {
        fprintf(stderr, "genkey failed\n");
        goto error;
 
    }
 
    pubkey = gcry_sexp_find_token(key, "public-key", 0);
    if (pubkey == NULL) {
        fprintf(stderr, "no public-key found\n");
        goto error;
    }
 
    seckey = gcry_sexp_find_token(key, "private-key", 0);
    if (seckey == NULL) {
        fprintf(stderr, "no private-key found\n");
        goto error;
    }
     
    *public_len = gcry_sexp_sprint(pubkey, format, NULL, 0);
    *public = malloc(*public_len);
    if (*public == NULL) {
        fprintf(stderr, "malloc public key failed\n");
        goto error;
    }
    gcry_sexp_sprint(pubkey, format, *public, *public_len);
 
    *private_len = gcry_sexp_sprint(seckey, format, NULL, 0);
    *private = malloc(*private_len);
    if (*private == NULL) {
        fprintf(stderr, "malloc private key failed\n");
        goto error;
    }
    gcry_sexp_sprint(seckey, format, *private, *private_len);
 
    ret = 0;
 
error:
    if (key_spec)
        gcry_sexp_release(key_spec);
    if (key)
        gcry_sexp_release(key);
    if (pubkey)
        gcry_sexp_release(pubkey);
    if (seckey)
        gcry_sexp_release(seckey);
 
    return ret;
}

参考：

https://stackoverflow.com/questions/39335323/gcry-pk-genkey-function-is-extremely-slow-in-libgcrypt

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