IT Note

클래스를 DLL로 만들고 사용하기

클래스를 DLL로 만들고 사용하는 방법을 알아보겠습니다.

클래스 구조 코드 준비하기

헤더파일(.h파일)

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

#include <string>
using std::string;

class TestClass 
{
private:
	string stringTest;
	bool boolTest;
	int intTest;

public:
	TestClass();
	~TestClass();

	void SetString(string data);
	void SetBool(bool data);
	void SetInt(int data);

	string GetString();
	bool GetBool();
	int GetInt();
};

cpp파일

#include "ctest.h"

TestClass::TestClass() { cout << "Init TestClass!!" << endl; }
TestClass::~TestClass() { cout << "End TestClass!!" << endl; }

void TestClass::SetString(string data) { stringTest = data; }
void TestClass::SetBool(bool data) { boolTest = data; }
void TestClass::SetInt(int data) { intTest = data; }

string TestClass::GetString() {	return stringTest; }
bool TestClass::GetBool() { return boolTest; }
int TestClass::GetInt() { return intTest; }

위와 같이 DLL로 만들 클래스 구조의 코드를 준비합니다.

DLL Wrapper(래퍼) 선언부 만들기

헤더파일(.h파일)

#include "ctest.h"
#define DLL __declspec(dllexport)

extern "C" {
	DLL TestClass* CreateTestClass();

	DLL void SetString(TestClass* obj, string data);
	DLL void SetBool(TestClass* obj, bool data);
	DLL void SetInt(TestClass* obj, int data);

	DLL string GetString(TestClass* obj);
	DLL bool GetBool(TestClass* obj);
	DLL int GetInt(TestClass* obj);

	DLL void DeleteTestClass(TestClass* obj);
}

코드 설명

일반적인 DLL 만드는 방법과 동일하게 __declspec(dllexport) 명령어를 이용하여 DLL 라이브러리에서 호출가능한 함수로 만들어줍니다.

그리고 DLL에서 네임 맹글링된 함수를 가져오기 어렵기 때문에 extern "C" 명령어를 이용하여 네임 맹글링을 제거합니다.

이제부터 네임 맹글링을 하지않기 때문에 클래스를 사용하려면 클래스를 동적 할당하여 각 함수마다 동적 할당된 클래스의 주소를 알려주어야 합니다.

마지막으로 동적 할당하여 객체를 생성하였기 때문에 꼭 동적 할당 해제하는 함수도 만들어줘야 합니다.

DLL Wrapper(래퍼) 구현부 만들기

cpp파일

#include "ctestDLL.h"

TestClass* CreateTestClass() { return new TestClass(); }

void SetString(TestClass* obj, string data) { obj->SetString(data); }
void SetBool(TestClass* obj, bool data){ obj->SetBool(data); }
void SetInt(TestClass* obj, int data){ obj->SetInt(data); }

string GetString(TestClass* obj) { return obj->GetString(); }
bool GetBool(TestClass* obj){ return obj->GetBool(); }
int GetInt(TestClass* obj){ return obj->GetInt(); }

void DeleteTestClass(TestClass* obj) 
{
	if (obj) {
		delete obj;
		obj = nullptr;
	}
}

코드 설명

new를 이용하여 클래스를 동적할당하는 함수를 구현합니다.

각 함수에서는 동적할당한 클래스의 주소를 받고 동적할당한 클래스에서 함수를 다시 실행시켜야 합니다.

delete를 이용하여 꼭 동적할당해제를 해줘야합니다.

DLL 파일로 만들기

빌드 설정

빌드하기전에 [프로젝트 속성 > 구성 속성 > 일반] 에서 구성 형식을 동적 라이브러리(.dll)인지 꼭 확인해야합니다.

빌드 결과

빌드가 완료 되면 위와같이 dll파일과 lib파일이 생깁니다.

여기서 dll빌드를 하였는데 lib파일이 생기는건 암시적 링킹(Implicit linking)을 하였기 때문입니다. 좀 더 상세한 내용은 아래 포스팅을 통해 확인 할 수 있습니다.

https://rurustory.com/8

DLL 사용하기

이제 DLL을 만들었으니 새로운 프로젝트를 만들어 테스트를 해봅시다.

빌드 설정

1. [프로젝트 속성 > C/C++ > 일반] 에서 추가 포함 디렉터리에 dll의 헤더(.h 파일)가 있는 폴더경로를 설정해줍니다.

2. [프로젝트 속성 > 링커 > 일반] 에서 추가 라이브러리 디렉터리에 dll파일과 lib파일이 있는 폴더경로를 설정해줍니다.

3. [프로젝트 속성 > 링커 > 입력]에서 추가 종속성에 lib파일 이름을 입력해줍니다. 

Main cpp파일

#include "ctestDLL.h"

void main()
{
	TestClass* obj = CreateTestClass();

	SetString(obj, "Ruru TestString");
	SetBool(obj, true);
	SetInt(obj, 200);

	cout << "[GetString] " << GetString(obj) << endl;
	cout << "[GetBool] " << GetBool(obj) << endl;
	cout << "[GetInt] " << GetInt(obj) << endl;
    
	DeleteTestClass(obj);
}

빌드 결과

이제 빌드를 하면 정상적으로 빌드가 되는것을 확인할 수 있습니다.

마무리

지금까지 C++ 클래스를 DLL로 만들고 사용하는 방법이였습니다.

잘못된 점이 있거나 궁금한 점이 있다면 언제든지 문의해주시기 바랍니다!

RSA 암호화 알고리즘 사용하기

Crypto++ 라이브러리로 RSA 개인키, 공개키를 생성하고 생성한 키로 암호화, 복호화하는 방법을 알아보겠습니다.

개인키, 공개키를 바이너리 키파일로 생성하기

샘플 코드

AutoSeededRandomPool rng;

RSA::PrivateKey privKey;
RSA::PublicKey pubKey;

privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

ofstream privFile("private.key", ios::binary);
privKey.Save(FileSink(privFile).Ref() );
privFile.close();

ofstream pubFile("public.key", ios::binary);
pubKey.Save(FileSink(pubFile).Ref());
pubFile.close();

코드 설명

AutoSeededRandomPool rng;

RNG가 제공하는 OS를 사용하여 자체적으로 시드를 생성하는 함수입니다.

RSA::PrivateKey privKey;
RSA::PublicKey pubKey;

개인키, 공개키 객체를 생성합니다.

privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);

생성한 시드와 키 길이를 전달하여 개인키를 생성합니다.

pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

개인키를 이용하여 공개키를 생성합니다.

ofstream privFile("private.key", ios::binary);
privKey.Save(FileSink(privFile).Ref() );
privFile.close();

ofstream pubFile("public.key", ios::binary);
pubKey.Save(FileSink(pubFile).Ref());
pubFile.close();

개인키와 공개키를 파일로 저장합니다.

개인키, 공개키를 Base64 키파일로 생성하기

샘플 코드

AutoSeededRandomPool rng;

RSA::PrivateKey privKey;
RSA::PublicKey pubKey;

privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

ofstream privFile("private.key", ios::binary);
Base64Encoder privKeySink(new FileSink(privFile), true);
privKey.Save(privKeySink);
privKeySink.MessageEnd();
privFile.close();

ofstream pubFile("public.key", ios::binary);
Base64Encoder pubKeySink(new FileSink(pubFile), true);
pubKey.Save(pubKeySink);
pubKeySink.MessageEnd();
pubFile.close();

코드 설명

개인키, 공개키 생성 코드는 위와 동일하므로 설명을 생략하겠습니다.

ofstream privFile("private.key", ios::binary);
Base64Encoder privKeySink(new FileSink(privFile), true);
privKey.Save(privKeySink);
privKeySink.MessageEnd();
privFile.close();

ofstream pubFile("public.key", ios::binary);
Base64Encoder pubKeySink(new FileSink(pubFile), true);
pubKey.Save(pubKeySink);
pubKeySink.MessageEnd();
pubFile.close();

개인키와 공개키를 Base64로 인코딩하여 파일로 저장합니다.

Base64Encoder를 사용을 하면 반드시 MessageEnd() 함수를 사용해야합니다.

인코딩만 할때는 사용을 안해도 문제가 없었는데 나중에 디코딩할때 비정상적으로 디코딩이 되는 문제가 있었습니다. (이것때문에 엄청난 고생을.. ㅠㅠ) 

개인키, 공개키를 바이너리 문자열로 생성하기

샘플 코드

AutoSeededRandomPool rng;

RSA::PrivateKey privKey;
RSA::PublicKey pubKey;

privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

string priv;
string pub;

privKey.Save(StringSink(priv).Ref());
pubKey.Save(StringSink(pub).Ref());

코드 설명

개인키, 공개키 생성 코드는 위와 동일하므로 설명을 생략하겠습니다.

string priv;
string pub;

privKey.Save(StringSink(priv).Ref());
pubKey.Save(StringSink(pub).Ref());

개인키와 공개키를 바이너리 문자열로 저장합니다.

string 타입의 변수이지만 바이너리 값이 들어갑니다.

개인키, 공개키를 Base64 문자열로 생성하기

샘플 코드

AutoSeededRandomPool rng;

RSA::PrivateKey privKey;
RSA::PublicKey pubKey;

privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

string priv;
string pub;

Base64Encoder privKeySink(new StringSink(keyBuf.priv));
privKey.Save(privKeySink);
privKeySink.MessageEnd();

Base64Encoder pubKeySink(new StringSink(keyBuf.pub));
pubKey.Save(pubKeySink);
pubKeySink.MessageEnd();

코드 설명

개인키, 공개키 생성 코드는 위와 동일하므로 설명을 생략하겠습니다.

string priv;
string pub;

Base64Encoder privKeySink(new StringSink(keyBuf.priv));
privKey.Save(privKeySink);
privKeySink.MessageEnd();

Base64Encoder pubKeySink(new StringSink(keyBuf.pub));
pubKey.Save(pubKeySink);
pubKeySink.MessageEnd();

개인키와 공개키를 Base64 문자열로 저장합니다.

파일 생성때와 같은 이유로 꼭 MessageEnd() 함수를 사용해야합니다.

전체 예제 코드

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
using std::ofstream;
using std::ifstream;
using std::ios;

#include <string>
using std::string;

#include "rsa.h"
using CryptoPP::RSA;

#include "osrng.h"
using CryptoPP::AutoSeededRandomPool;

#include <files.h>
using CryptoPP::FileSink;
using CryptoPP::FileSource;

#include <filters.h>
using CryptoPP::StringSink;
using CryptoPP::StringSource;

#include <base64.h>
using CryptoPP::Base64Encoder;
using CryptoPP::Base64Decoder;

struct KeyString 
{
	string priv;
	string pub;
};

void GenKeyFile(string fileName) 
{
	AutoSeededRandomPool rng;

	RSA::PrivateKey privKey;
	RSA::PublicKey pubKey;

	/* 개인키 생성 */
	privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
	/* 공개키 생성 */
	pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

	/* 개인키 가져오기 */
	ofstream privFile(fileName + "_private.key", ios::binary);
	privKey.Save(FileSink(privFile).Ref());
	privFile.close();
	/* 공개키 가져오기 */
	ofstream pubFile(fileName + "_public.key", ios::binary);
	pubKey.Save(FileSink(pubFile).Ref());
	pubFile.close();
}

void GenKeyFileBase64(string fileName) 
{
	AutoSeededRandomPool rng;

	RSA::PrivateKey privKey;
	RSA::PublicKey pubKey;

	/* 개인키 생성 */
	privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
	/* 공개키 생성 */
	pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

	/* 개인키 가져오기 */
	ofstream privFile(fileName + "_private.key", ios::binary);
	Base64Encoder privKeySink(new FileSink(privFile), true);
	privKey.Save(privKeySink);
	privKeySink.MessageEnd();
	privFile.close();

	/* 공개키 가져오기 */
	ofstream pubFile(fileName + "_public.key", ios::binary);
	Base64Encoder pubKeySink(new FileSink(pubFile), true);
	pubKey.Save(pubKeySink);
	pubKeySink.MessageEnd();
	pubFile.close();
}

KeyString GenKey() 
{
	AutoSeededRandomPool rng;

	RSA::PrivateKey privKey;
	RSA::PublicKey pubKey;

	/* 개인키 생성 */
	privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
	/* 공개키 생성 */
	pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

	KeyString keyBuf;

	/* 개인키 가져오기 */
	privKey.Save(StringSink(keyBuf.priv).Ref());
	/* 공개키 가져오기 */
	pubKey.Save(StringSink(keyBuf.pub).Ref());

	return keyBuf;
}

KeyString GenKeyBase64() 
{
	AutoSeededRandomPool rng;

	RSA::PrivateKey privKey;
	RSA::PublicKey pubKey;

	/* 개인키 생성 */
	privKey.GenerateRandomWithKeySize(rng, 2048);
	/* 공개키 생성 */
	pubKey = RSA::PublicKey(privKey);

	KeyString keyBuf;

	/* 개인키 가져오기 */
	Base64Encoder privKeySink(new StringSink(keyBuf.priv));
	privKey.Save(privKeySink);
	privKeySink.MessageEnd();

	/* 공개키 가져오기 */
	Base64Encoder pubKeySink(new StringSink(keyBuf.pub));
	pubKey.Save(pubKeySink);
	pubKeySink.MessageEnd();

	return keyBuf;
}

int main()
{
	cout << "\n###############################\n" << endl;
    
	/* Binary 키파일 */
	cout << "Binary KeyFile Start" << endl;
	GenKeyFile("RuruTest");
    
	cout << "\n###############################\n" << endl;

	/* Base64 키파일 */
	cout << "Base64 KeyFile Start" << endl;
	GenKeyFileBase64("RuruTest_Base64");
    
	cout << "\n###############################\n" << endl;

	/* Binary 문자열 키 */
	cout << "Binary Key Start" << endl;
	cout << endl;
    
	KeyString key;
	key = GenKey();

	cout << "PrivateKey:" << endl << key.priv << endl;
	cout << endl;
	cout << "PublicKey:" << endl << key.pub << endl;

	cout << "\n###############################\n" << endl;
    
	/* Base64 문자열 키 */
	cout << "Base64 Key Start" << endl;
	cout << endl;

	KeyString keyBase64;
	keyBase64 = GenKeyBase64();

	cout << "PrivateKey:" << endl << keyBase64.priv << endl;
	cout << endl;
	cout << "PublicKey:" << endl << keyBase64.pub << endl;

	cout << "\n###############################\n" << endl;
    
    return 0;
}

마무리

지금까지 Crypto++ 라이브러리로 RSA 개인키, 공개키 생성하는 방법이였습니다. 다음에는 개인키와 공개키가지고 암호화 복호화하는 방법을 작성 할 예정입니다.

잘못된 점이 있거나 궁금한 점이 있다면 언제든지 문의해주시기 바랍니다!

Crypto++ 암호화 오픈 라이브러리

여러가지 암호화 알고리즘을 쉽게 사용할 수 있는 CryptoPP(Crypto++) 라이브러리에 대해 알아봅시다.

암호화 알고리즘 및 컴파일러 지원목록 (8.9 버전 기준)

컴파일러

- Visual Studio 2003 - 2022
GCC 3.3 - 13.1
Apple Clang 4.3 - 12.0
LLVM Clang 2.9 - 14.0
C++ Builder 2015
Intel C++ Compiler 9 - 16.0
Sun Studio 12u1 - 12.7
IBM XL C/C++ 10.0 - 14.0

암호화 알고리즘

좀 더 자세한 내용은 아래 링크에서 확인하시기 바랍니다.

https://cryptopp.com/index.html

라이브러리 소스파일 준비

https://cryptopp.com/downloads.html

홈페이지에서 cryptopp890.zip 파일을 다운받습니다.

Windows 버전

1. 라이브러리 빌드하기

압축해제를 하고 cryptest.sin 파일을 엽니다.

정적 라이브러리를 사용할꺼면 cryptlib, 동적 라이브러리를 사용할꺼면 cryptdll 프로젝트를 시작프로젝트로 설정후 빌드합니다.

저는 정적 라이브러리로 빌드하여 위와같이 cryptlib.lib 파일이 생성되었습니다.

2. 라이브러리 사용하기

이제 라이브러리 테스트를 해볼 프로젝트를 만들어 봅시다.

프로젝트를 만들었으면 아래와 같이 프로젝트 속성을 설정해 줍니다.

C/C++ -> 일반 -> 추가 포함 디렉터리: cryptopp 라이브러리 헤더파일이 있는곳으로 설정합니다.

C/C++ -> 코드 생성 -> 런타임 라이브러리를 다중 스레드(/MT)로 변경해줍니다.

링커 -> 일반 -> 추가 라이브러리 디렉터리를 Crypto++ 라이브러리를 빌드해서 생긴 lib파일이 있는곳으로 설정합니다.

링커 -> 입력 -> 추가 종속성에 lib파일 정보를 설정합니다.

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
#include <string>
using std::string;

typedef unsigned char byte;
typedef unsigned long long word64;

#include <base64.h>
using CryptoPP::Base64Encoder;
using CryptoPP::Base64Decoder;

void main()
{
	string stringTest = "Ruru TestString";
	string encTest, decTest;

	/* 인코딩 시작 */
	Base64Encoder encoder;

	encoder.Put((const byte*)stringTest.data(), stringTest.size());
	encoder.MessageEnd();

	word64 encSize = encoder.MaxRetrievable();
	if (encSize)
	{
		encTest.resize(encSize);
		encoder.Get((byte*)&encTest[0], encTest.size());
	}

	cout << "Base64 Encode: " << encTest << endl;

	/* 디코딩 시작 */
	Base64Decoder decoder;

	decoder.Put((byte*)encTest.data(), encTest.size());
	decoder.MessageEnd();

	word64 decSize = decoder.MaxRetrievable();
	if (decSize && decSize <= SIZE_MAX)
	{
		decTest.resize(decSize);
		decoder.Get((byte*)&decTest[0], decTest.size());
	}

	cout << "Base64 Decode: " << decTest << endl;
}

다음은 문자열을 Base64 인코딩, 디코딩 하는 코드입니다. Crypto++ 라이브러리의 네임스페이스는 CryptoPP를 사용합니다. 

빌드를 하면 정상적으로 동작하는것을 확인할 수 있습니다.

Linux 버전

리눅스는 윈도우와 달리 좀더 간편하게 라이브러리를 빌드하고 사용할 수 할수있습니다.

1. 라이브러리 빌드하기

# 압축 해제 #
unzip cryptopp890.zip -d ./cryptopp890

# 압축 해제 폴더로 이동 #
cd cryptopp890

# 정적 라이브러리, 동적 라이브러리, 테스트파일 빌드 #
# 방법 1 #
make static dynamic cryptest.exe

# 방법 2 #
make libcryptopp.a libcryptopp.so cryptest.exe

# 빌드 확인 #
ls *.so *.a *.exe

2. 라이브러리 사용하기

이제 라이브러리가 준비되었으니 테스트파일을 만들어 테스트 해봅시다.

# cryptopp890 폴더에서 뒤로가기 #
cd ..

# 테스트용 cpp파일 생성 #
vi CryptoTest.cpp

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
#include <string>
using std::string;

typedef unsigned char byte;
typedef unsigned long long word64;

#include <base64.h>
using CryptoPP::Base64Encoder;
using CryptoPP::Base64Decoder;

int main()
{
	string stringTest = "Ruru TestString";
	string encTest, decTest;

	/* 인코딩 시작 */
	Base64Encoder encoder;

	encoder.Put((const byte*)stringTest.data(), stringTest.size());
	encoder.MessageEnd();

	word64 encSize = encoder.MaxRetrievable();
	if (encSize)
	{
		encTest.resize(encSize);
		encoder.Get((byte*)&encTest[0], encTest.size());
	}

	cout << "Base64 Encode: " << encTest << endl;

	/* 디코딩 시작 */
	Base64Decoder decoder;

	decoder.Put((byte*)encTest.data(), encTest.size());
	decoder.MessageEnd();

	word64 decSize = decoder.MaxRetrievable();
	if (decSize && decSize <= SIZE_MAX)
	{
		decTest.resize(decSize);
		decoder.Get((byte*)&decTest[0], decTest.size());
	}

	cout << "Base64 Decode: " << decTest << endl;
    
    return 0;
}

# 테스트용 cpp파일 빌드 #
g++ -DNDEBUG -g3 -O2 -Wall -Wextra -o CryptoTest CryptoTest.cpp -I ./cryptopp890 ./cryptopp890/libcryptopp.a

윈도우와 똑같이 문자열을 Base64 인코딩, 디코딩 하는 코드입니다. Crypto++ 라이브러리의 네임스페이스는 CryptoPP를 사용합니다. 

빌드를 하면 정상적으로 동작하는것을 확인할 수 있습니다.

마무리

지금까지 Crypto++ 암호화 오픈 라이브러리에 대해 알아보았습니다. 추후 라이브러리를 통해 다양하게 암호화 하는 방법도 정리할 예정입니다.

잘못된 점이 있거나 궁금한 점이 있다면 언제든지 문의해주시기 바랍니다!