OpenSSL中正确的上下文释放/分配方式

Question

我在我的程序中使用Open SSL来使用AES密码对数据进行加密和解密。目前存在一些内存泄漏问题，因此我正在寻找解决方法。在我的加密解密例程中，我已经像这样释放了上下文。

EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);

创建者：

EVP_CIPHER_CTX_new

这个例子出现在 OpenSSL 维基页面的 示例 中。

但是！在 MAN 页面上，建议使用 EVP_CIPHER_CTX_cleanup 和 EVP_CIPHER_CTX_init 函数。所以应该使用什么才是正确的，EVP_CIPHER_CTX_new/EVP_CIPHER_CTX_free 是否已经过时了？EVP_CIPHER_CTX_new/EVP_CIPHER_CTX_free 和 EVP_CIPHER_CTX_init / EVP_CIPHER_CTX_cleanup 之间有什么重大区别吗？

if(!(ctx = EVP_CIPHER_CTX_new())) return -1;


  if(1 != EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_cbc(), NULL, key, iv))
  {
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
    return -1;
  }

  if(1 != EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &len, plaintext, plaintext_len))
  {
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
    return -1;
  }
  ciphertext_len = len;


  if(1 != EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + len, &len)) { EVP_CIPHER_CTX_free(ctx); return -1; }
  ciphertext_len += len;


  EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);

- Vanya

Answer 1

首先，如果您想得到精确的答案，您应该始终指定您使用的OpenSSL版本。FYI 1.0.2是目前长期支持版本，而1.1.0是最新版本（于2016年9月发布）。

如果您阅读1.1.0版手册，您会注意到：

  

EVP_CIPHER_CTX在OpenSSL 1.1.0中变为了不透明。因此，   EVP_CIPHER_CTX_reset()出现了，而EVP_CIPHER_CTX_cleanup()   消失了。 EVP_CIPHER_CTX_init()仍然是   EVP_CIPHER_CTX_reset()的别名。

简短的答案是：无论版本如何，您都应该使用EVP_CIPHER_CTX_new进行初始化，并使用EVP_CIPHER_CTX_free释放内存，原因如下。

分配：

1.0.2版手册说：

EVP_CIPHER_CTX ctx;
EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);

1.1.0 版本的 man 手册如下所示：

EVP_CIPHER_CTX *ctx;
ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();

如果您查看1.0.2中EVP_CIPHER_CTX_init的代码

void EVP_CIPHER_CTX_init(EVP_CIPHER_CTX *ctx)
{
   memset(ctx, 0, sizeof(EVP_CIPHER_CTX));
   /* ctx->cipher=NULL; */
}

当 EVP_CIPHER_CTX_new 存在时：

EVP_CIPHER_CTX *EVP_CIPHER_CTX_new(void)
{
   EVP_CIPHER_CTX *ctx = OPENSSL_malloc(sizeof *ctx);
   if (ctx)
      EVP_CIPHER_CTX_init(ctx);
   return ctx;
}

所以，你最好仍然像1.1.0的例子中那样初始化上下文：

EVP_CIPHER_CTX *ctx;
ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();

对于1.1.0，同样适用。

释放内存：

1.0.2手册页面：

EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);

1.1.0 手册页：

EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);

但是如果您检查代码，您会发现对于版本1.0.2：

void EVP_CIPHER_CTX_free(EVP_CIPHER_CTX *ctx)
{
   if (ctx) {
       EVP_CIPHER_CTX_cleanup(ctx);
      OPENSSL_free(ctx);
   }
}

因此，您应该使用 EVP_CIPHER_CTX_free 进行释放内存。如果您只是想为另一个操作重置上下文，则 EVP_CIPHER_CTX_cleanup（1.0.2）和 EVP_CIPHER_CTX_reset（1.1.0）是您的好伙伴。

如果您对 malloc、memset 和 calloc 感到好奇，这里有一个 很好的解释。

- mwojtera

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使用EVP_CIPHER_CTX/EVP_CIPHER_CTX_free，但valgrind显示明确丢失了内存。 - Djvu

Answer 2

您不应再使用EVP_EncryptInit。该函数自动创建了特定的上下文，但不支持后来添加的加密引擎。然而EVP_EncryptInit_ex明确说明：

在调用此函数之前，必须初始化ctx。

因此，我想您需要在这里使用EVP_CIPHER_CTX_new。 EVP_CIPHER_CTX_free则是另一回事，它似乎已被弃用，在OpenSSL的手册页中没有任何提及。删除密钥材料和密码器的其他状态在NIST认证功能中是良好的做法（也是必需的）。否则，攻击者可能会在稍后阶段扫描内存或使用溢出。 EVP_CIPHER_CTX_free的名称仅表示应释放CTX内存。但是，释放内存并不意味着首先清除其中包含的敏感信息；它只是返回给系统，该系统没有义务覆盖它。另一方面，EVP_CIPHER_CTX_cleanup在释放内存之前明确清除了这些信息（或者至少尝试这样做，我想）。因此，在提供密钥材料后，您需要调用此函数。

- Maarten Bodewes

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我认为你的内存问题不在上下文中，看着你的代码。你可能想尝试一些其他的东西，比如静态代码分析器。 - Maarten Bodewes

Answer 3

好的，我想现在清楚了。如果你做 EVP 风格的加密/解密，请确保你创建上下文的方式如下：

  EVP_CIPHER_CTX ctx;
  EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);

并且像这样释放它：

EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx); 

不要使用EVP_CIPHER_CTX_new/EVP_CIPHER_CTX_free来创建/释放上下文，它们已经过时了！

- Vanya

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我认为相反。事实上，openssl-1.1.0 将 EVP_CIPHER_CTX 变为不透明类型，因此上面的第一种形式会导致编译错误。 - pixelbeat

其他答案说得完全相反，这个回答把事情搞反了。请更新或取消接受该回答。 - rdb