2.2.11 在Windows下编译OpenSSL 1.1.1_WindowsC/C++加密解密实战-QQ阅读男生科幻网

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2.2.11　在Windows下编译OpenSSL 1.1.1

OpenSSL是一个开源的第三方库，它实现了SSL（Secure Socket Layer，安全套接层）和TLS（Transport Layer Security，安全传输层）协议，被企业应用广泛采用。对于一般的开发人员而言，在Win32 OpenSSL上下载已经编译好的OpenSSL库是省力省事的好办法。对于高级的开发用户，可能需要适当地修改或者裁剪OpenSSL，那么编译它就成为一个关键问题。考虑到我们早晚要成为高级开发用户，所以掌握OpenSSL的编译是早晚的事。下面主要讲述如何在Windows上编译OpenSSL库。

前面讲了不少理论知识，虽然枯燥，但可以从宏观层面上对OpenSSL进行高屋建瓴地了解，这样以后走迷宫时不至于迷路。下面即将进入实战环节。废话不多说，打开官网下载源码。OpenSSL的官网地址是https://www.openssl.org。这里使用的是新版本OpenSSL 1.1.1，在学习的时候我们要勇于尝试新版本。另外要注意的是，OpenSSL官方现在已停止对0.9.8和1.0.0两个版本的升级维护，还在维护老代码的同志要注意了，升级是早晚的事情。这里会下载两个版本进行演示，为了照顾喜欢尝鲜的读者，先下载目前新的版本1.1.1，下载下来的压缩文件是openssl-1.1.1.tar.gz。后面会下载一个推荐用于实际开发的版本，即1.0.2m，下载下来的压缩文件是openssl-1.0.2m.tar.gz，不求最新，但求稳定，这是一线开发的原则。另外，本书也涉及一些CentOS 7下OpenSSL的使用，使用的版本是CentOS 7自带的，也是为了稳定。

1．安装ActivePerl解释器

因为编译OpenSSL源码的过程中会用到Perl解释器，所以在编译OpenSSL库之前，还需要下载一个Perl脚本解释器，这里选用大名鼎鼎的ActivePerl，我们可以从其官方网站（https://www.activestate.com/）下载。这里下载后的文件为ActivePerl-5.26.1.2601-MSWin32-x64-404865.exe。

下载完毕后，就可以开始安装了。直接双击即可开始安装，安装时间有点长，要有点耐心，最终会提示安装成功。安装完成的界面如图2-2所示。

图2-2

2．下载OpenSSL 1.1.1

目前，OpenSSL 1.1.1b是新的版本，我们可以去官方网站下载，下载地址为https://www.openssl.org/source/。下载下来的文件名是openssl-1.1.1b.tar.gz。

下面开始我们的编译之旅。为什么要编译？因为编译后会生成库，这个库可以放到工程环境中使用。

3．安装VC

在Windows平台上，用微软Visual Studio中的C编译器生成OpenSSL的静态库或动态库。我们要在VC命令行下编译，所以需要先安装VC，至少要VC 2008，本书采用的是VC 2017，建议大家使用这个版本，以后看书的过程中有问题方便联合作者一起排查。

4．编译出32位的Debug版本的静态库

安装完ActivePerl后，就可以正式编译安装OpenSSL了。我们下载下来的openssl-1.1.1.tar.gz是一个源码压缩包，需要对其进行解压，然后编译出开发所需要的静态库或动态库。

具体安装步骤如下：

（1）解压源码目录。把openssl-1.1.1b.tar.gz复制到某个目录下，比如D:，然后解压缩，解压后的目录为D:\openssl-1.1.1b，进入D:\openssl-1.1.1b，就可以看到各个子文件夹了。

（2）配置OpenSSL。打开VC 2017的开发者命令行提示窗口，单击“开始”→“Visual Studio 2017”→“Visual Studio Tools”→“VS 2017的开发人员命令提示符”，即可出现如图2-3所示的窗口。

图2-3

然后在图2-3所示的命令行窗口中输入cd d:\openssl-1.1.1b，然后输入命令：

     perl Configure debug-VC-WIN32 no-shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win32-debug"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win32-debug/ssl"

其中，debug-VC-WIN32表示32位调试模式，no-asm表示不用汇编。

接着按回车键，然后开始自动配置，如图2-4所示。

图2-4

其中，VC-WIN32表示我们要编译出32位的版本，若要编译出Debug版本，则使用debug-VC-WIN32，若要使用Release版本的OpenSSL库，则不要加debug-。no-shared表示我们要编译出静态库，若要编译出动态库，则不要加no，用-shared即可，这个很好理解，静态库是不共享的，动态库是用来共享的。参数--prefix是OpenSSL编译完后所生成的命令程序、库、头文件等的存放路径。--openssldir是OpenSSL编译完后生成的配置文件的存放路径。

（3）编译OpenSSL。配置完成后，我们可以继续用nmake命令开始编译，在命令行窗口中输入nmake后按回车键即可开始编译，nmake程序是VC自带的命令行编译工具。这一步时间稍长，大家可以喝杯茶。编译成功后如图2-5所示。

图2-5

（4）测试编译。这一步不是必需的，但最好检查一下上一步的编译是否正确。在命令行窗口中输入命令：

nmake test

这一步时间也稍长，其实可以不用做，但笔者做了，测试全部成功，如图2-6所示。

图2-6

（5）安装。继续输入命令nmake install，执行成功后如图2-7所示。

图2-7

（6）清理。主要是删除一些中间文件。继续输入命令nmake clean。

此时，进入D:\openssl-1.1.1b\win32-debug，可以看到一些子文件夹，如图2-8所示。

图2-8

其中，bin目录下存放OpenSSL的命令行程序，利用该程序我们可以在命令行下执行一些加解密任务、证书操作任务。在lib目录下存放的就是我们编译出来的32位的静态库libcrypto.lib和libssl.lib，一般的加解密程序使用libcrypto.lib即可。include目录就是我们开发所需要的OpenSSL头文件。

现在，趁热打铁，马上来开发一个使用OpenSSL静态库的程序，以此检验我们生成的静态库是否正确。

【例2.1】使用32位OpenSSL 1.1.1的Debug静态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

（3）包含include目录。打开“test属性页”对话框，在界面左边选择“C/C++”→“常规”，在右边的“附加包含目录”旁输入OpenSSL头文件所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-debug\include，如图2-9所示。

图2-9

然后单击“确定”按钮。这样我们的程序中包含openssl/evp.h的时候就不会出错了，因为include目录下有OpenSSL子目录。

顺便说一句，其实把include文件夹复制到自己的工程目录下也可以，但考虑到很多程序都要用到头文件，所以没必要每个工程都去复制一份include文件夹，建议放在一个公共路径下（比如D:\openssl-1.1.1b\win64-debug\include），各个开发者自己包含这个公共路径即可。

（4）添加静态库。在“test属性页”对话框中，在界面左边选择“链接器”→“常规”，在右边的“附加库目录”旁输入OpenSSL静态库所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-debug\lib，如图2-10所示。

图2-10

然后单击“应用”按钮。接着展开界面左边的“链接器”→“输入”，在右边第一行“附加依赖项”右边的开头输入ws2_32.lib;Crypt32.lib;libcrypto.lib;，其中ws2_32.lib和Crypt32.lib是VC自带的库，分别实现网络功能和微软提供的加解密功能，加入这两个库的原因是libcrypto.lib依赖于它们。最后单击“确定”按钮。

（5）保存工程并运行，运行结果如图2-11所示。

图2-11

至此，说明32位的Debug版本的OpenSSL 1.1.1b静态库使用起来了。

5．编译出32位的Release版本的静态库

（1）解压源码目录（若已经存在源码目录openssl-1.1.1b，则可以不必再解压）。把openssl-1.1.1b.tar.gz复制到某个目录下，比如D:，然后解压缩，解压后的目录为D:\openssl-1.1.1b，进入D:\openssl-1.1.1b，就可以看到各个子文件夹了。

（2）配置OpenSSL。打开VC 2017的开发者命令行提示窗口，单击“开始”→“Visual Studio 2017”→“Visual Studio Tools”→“VS 2017的开发人员命令提示符”，输入命令cd d:\openssl-1.1.1b，然后输入Perl命令如下：

     perl Configure VC-WIN32 no-shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win32-release"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win32-release/ssl"

其实就是把no-shard改为shared，后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win32-release下去看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.2】测试32位Release版本的库

（1）把例子2.1的工程复制一份，然后使用VC 2017打开工程。

（2）在工具栏选择解决方案配置为Release，如图2-12所示。

图2-12

（3）打开“test属性页”对话框，确保界面左上角的“配置”是Release，意思是我们要生成的程序是Release版本的程序，即程序中不带调试信息了。然后在界面左边选择“C/C++”→“常规”，在右边添加附加包含目录为D:\openssl-1.1.1b\win32-release\include。

（4）添加静态库。在“test属性页”对话框中，在界面左边选择“链接器”→“常规”，在右边的“附加库目录”旁输入OpenSSL静态库所在路径D:\openssl-1.1.1b\win32-release\lib，然后单击“应用”按钮。接着展开左边的“链接器”→“输入”，在右边第一行“附加依赖项”右边的开头输入ws2_32.lib;Crypt32.lib;libcrypto.lib;，其中ws2_32.lib和Crypt32.lib是VC自带的库，分别实现网络功能和微软提供的加解密功能，加入这两个库的原因是libcrypto.lib依赖于它们。最后单击“确定”按钮。

（5）保存工程并运行，运行结果如图2-13所示。

图2-13

至此，说明32位的Release版本的静态库使用起来了。

6．编译出32位的Debug版本的动态库

（1）解压源码目录（如果前面解压过了，就不必再解压）。把openssl-1.1.1b.tar.gz复制到某个目录下，比如D:，然后解压缩，解压后的目录为D:\openssl-1.1.1b，进入D:\openssl-1.1.1b，就可以看到各个子文件夹了。

     perl Configure debug-VC-WIN32 shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win32-shared-debug"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win32-shared-debug/ssl"

后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-debug下查看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.3】使用32位的Debug版本的动态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

（3）包含include目录。打开“test属性页”对话框，在界面左边选择“C/C++”→“常规”，在右边的“附加包含目录”旁输入OpenSSL头文件所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-debug\include。

（4）添加链接符号库。在“test属性页”对话框中，在界面左边选择“链接器”→“常规”，在右边的“附加库目录”旁输入OpenSSL引用库（注意虽然名字和静态库一样，但动态库中叫引用库，用于编译时的符号引用）所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-debug\lib，然后单击“应用”按钮。接着展开界面左边的“链接器”→“输入”，在右边第一行“附加依赖项”右边的开头输入ws2_32.lib;Crypt32.lib;libcrypto.lib;，其中ws2_32.lib和Crypt32.lib是VC自带的库，分别实现网络功能和微软提供的加解密功能，加入这两个库的原因是libcrypto.lib依赖于它们。最后单击“确定”按钮。

（5）把D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-debug\bin下的libcrypto-1_1.dll复制到我们的解决方案的debug目录下，即和test.exe同一个目录下。

（6）保存工程并运行，运行结果如图2-14所示。

图2-14

7．编译出32位的Release版本的动态库

（2）配置OpenSSL。打开VC 2017的开发者命令行提示窗口，单击“开始”→“Visual Studio 2017”→“Visual Studio Tools”→“VS 2017开发人员命令提示符”，输入命令cd d:\openssl-1.1.1b，然后输入Perl命令如下：

     perl Configure VC-WIN32 shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win32-shared-release"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win32-shared-release/ssl"

其实就是把no-shard改为shared，后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-release下去看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.4】使用32位的release版本的动态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

（3）将界面左上角工具栏上的选择解决方案配置为Release，意思是我们要生成的程序是Release版本的程序，即程序中不带调试信息了。在界面左边选择“C/C++”→“常规”，在右边的“附加包含目录”旁输入OpenSSL头文件所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-release\include。

（4）添加链接符号库。在“test属性页”对话框中，在界面左边选择“链接器”→“常规”，在右边的“附加库目录”旁输入OpenSSL引用库所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-release\lib，然后单击“应用”按钮。接着展开左边的“链接器”→“输入”，在右边第一行“附加依赖项”右边的开头输入ws2_32.lib;Crypt32.lib;libcrypto.lib;，其中ws2_32.lib和Crypt32.lib是VC自带的库，分别实现网络功能和微软提供的加解密功能，加入这两个库的原因是libcrypto.lib依赖于它们。最后单击“确定”按钮。

（5）把D:\openssl-1.1.1b\win32-shared-release\bin下的libcrypto-1_1.dll复制到解决方案的release目录下，即和test.exe同一个目录下。

（6）在工具栏切换解决方案配置为Release，保存工程并运行，运行结果如图2-15所示。

图2-15

8．编译出64位的Debug版本的静态库

     perl Configure debug-VC-WIN64A　no-shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win64-debug"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win64-debug/ssl"

debug-VC-WIN64A表示64位调试模式。

后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win64-debug下去看，可以看到生成的各个子目录，如果我们进入lib子目录下去看，可以发现libcrypto.lib的文件尺寸比32位的版本大了2MB多，如图2-16所示。

图2-16

【例2.5】验证64位Debug版本的OpenSSL静态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

（3）在工具栏上的解决方案平台选择“x64”，意思是我们要生成的程序是64位的程序，如图2-17所示。

图2-17

打开“test属性页”对话框，在左边选择“C/C++”→“常规”，在右边的“附加包含目录”旁输入OpenSSL头文件所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win64-debug\include。

（4）添加链接符号库。在“test属性页”对话框中，在左边选择“链接器”→“常规”，在右边的“附加库目录”旁输入OpenSSL静态库所在的路径D:\openssl-1.1.1b\win64-debug\lib，然后单击“应用”按钮。接着展开左边的“链接器”→“输入”，在右边第一行“附加依赖项”右边的开头输入ws2_32.lib;Crypt32.lib;libcrypto.lib;，其中ws2_32.lib和Crypt32.lib是VC自带的库，分别实现网络功能和微软提供的加解密功能，加入这两个库的原因是libcrypto.lib依赖于它们。最后单击“确定”按钮。

（5）保存工程并运行，运行结果如图2-18所示。

图2-18

9．编译出64位的Release版本的静态库

     perl Configure VC-WIN64A　no-shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win64-release"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win64-release/ssl"

后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win64-release下去看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.6】验证64位Release版本的OpenSSL静态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

#pragma comment表示以代码方式引用库。这样就不用在工程属性中设置了。

（3）打开“test属性页”对话框，新建一个x64平台，在工程属性中切换到Release模式，然后添加头文件包含路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-release\include，以及静态库路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-release\lib。这里讲的简略了，路径具体在哪个位置添加，前面已经介绍过了。

（4）保存工程，然后在工具栏上选择解决方案平台为x64，解决方案配置为Release，然后运行工程，运行结果如图2-19所示。

图2-19

10．编译出64位的Debug版本的动态库

（2）配置OpenSSL。打开VC 2017的开发者命令行提示窗口，单击“开始”→“Visual Studio 2017”→“Visual Studio Tools”→“VS 2017的开发人员命令提示符”（注意是x64本机工具命令提示，不要选择其他的），输入命令cd d:\openssl-1.1.1b，然后输入Perl命令如下：

     perl Configure debug-VC-WIN64A　shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win64-shared-debug"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win64-shared-debug/ssl"

后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-debug下去看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.7】验证64位Debug版本的OpenSSL动态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

#pragma comment表示以代码方式引用符号库。这样就不用在工程属性中设置了。

（3）打开“test属性页”对话框，新建一个x64平台，然后添加头文件包含路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-debug\include，以及符号库路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-debug\lib。这里讲的简略了，路径具体在哪个位置添加，前面已经介绍过了。

把D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-debug\bin下的libcrypto-1_1-x64.dll复制到解决方案路径下的x64文件夹下的Debug子目录下。

（4）保存工程，然后在工具栏上选择解决方案平台为x64，然后运行工程，运行结果如图2-20所示。

图2-20

11．编译出64位的Release版本的动态库

     perl Configure VC-WIN64A　shared no-asm --prefix="d:/openssl-1.1.1b/win64-shared-release"
--openssldir="d:/openssl-1.1.1b/win64-shared-release/ssl"

后面的步骤都一样，分别是：

nmake
nmake test
nmake install
nmake clean

完毕后，我们到D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-release下去看，可以看到生成的各个子目录。

【例2.8】验证64位Release版本的OpenSSL动态库

（1）打开VC 2017，新建一个控制面板程序test。

（2）在test.cpp中输入代码如下：

#pragma comment表示以代码方式引用符号库。这样就不用在工程属性中设置了。

（3）打开“test属性页”对话框，新建一个x64平台，在工程属性中切换到Release模式，然后添加头文件包含路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-release\include，以及静态库路径：D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-release\lib。这里讲的简略了，路径具体在哪个位置添加，前面已经介绍过了。

（4）保存工程，然后在工具栏上选择解决方案平台为x64，解决方案配置为Release，并把D:\openssl-1.1.1b\win64-shared-release\bin下的libcrypto-1_1-x64.dll复制到解决方案的x64文件夹下的Release文件夹下，然后运行工程，运行结果如图2-21所示。

图2-21

以上我们对新版本的OpenSSL的各种库都进行了编译和测试，虽然略显烦琐，但也是必要的，尤其是在实际项目中使用之前，建议大家都测试一下，库好才用。