『Crypto++』——C++ 生态最全面的密码学库

项目简介

Crypto++（又称 cryptopp）是由 Wei Dai 从 1995 年开始维护的开源 C++ 密码学类库，历经 30 年持续迭代，是 C++ 生态中最成熟、最全面的加密算法集合。它几乎包含了所有主流和经典的密码学算法实现，从对称加密、非对称加密、哈希到消息认证码、数字签名、密钥协商，并提供了对国密标准 SM2/SM3/SM4 的原生支持。最新版本 CRYPTOPP_8_9_0 于 2023 年发布。

GitHub 数据

• 仓库地址: weidai11/cryptopp

• Stars: 5,465

  Forks: 1,680

• License: 公共领域（Public Domain）及部分 Boost 许可
• 主要语言: C++
• 版本: CRYPTOPP_8_9_0（2023-10-01）
• 维护状态: 活跃维护
• 定位: 免费 C++ 密码学类库，完整加密算法集合

核心功能

1. 对称加密：AES（128/192/256）、DES/3DES、Blowfish、Twofish、ChaCha20、Camellia、Serpent 等
2. 非对称加密：RSA、DSA、ECDSA（NIST P-192/256/384/521）、EdDSA（Ed25519）、ElGamal、LUC 等
3. 哈希函数：SHA-1、SHA-2（224/256/384/512）、SHA-3、BLAKE2、SM3、RIPEMD、Whirlpool 等
4. 消息认证码（MAC）：HMAC、CMAC、Poly1305、VMAC 等
5. 数字签名：RSA-PSS、DSA、ECDSA、Ed25519、SM2 签名等
6. 密钥协商：DH、ECDH、MQV、HMQV、SM2 密钥交换
7. 国密支持：SM2（签名+密钥交换）、SM3（哈希）、SM4（分组密码）
8. 辅助工具：Base64/Base32/Hex 编解码、随机数生成器（硬件 RNG/软件 PRNG）、密码安全比较

技术栈

• C++11/14/17：模板元编程实现高性能泛型算法
• 汇编优化：对关键算法（AES-NI、SHA-NI、SM4 等）提供汇编级手工优化
• 跨平台：支持 Windows、Linux、macOS、Android、iOS、BSD
• 测试框架：内置算法自校验，通过 NIST 向量测试

安装与使用

编译安装（Linux / macOS）：

git clone https://github.com/weidai11/cryptopp.git
cd cryptopp
make -j$(nproc)
sudo make install

Windows 编译（Visual Studio）：

# 使用 CMake 或直接打开 cryptest.sln
cmake -S . -B build
cmake --build build --config Release

基础使用示例：

#include <cryptopp/aes.h>
#include <cryptopp/modes.h>
#include <cryptopp/filters.h>
#include <cryptopp/hex.h>
#include <iostream>

using namespace CryptoPP;

int main() {
    byte key[AES::DEFAULT_KEYLENGTH] = {0};
    byte iv[AES::BLOCKSIZE] = {0};
    std::string plain = "Hello, Crypto++!";
    std::string cipher, recovered;

    // AES-CBC 加密
    CBC_Mode<AES>::Encryption e;
    e.SetKeyWithIV(key, sizeof(key), iv);
    StringSource s1(plain, true,
        new StreamTransformationFilter(e,
            new StringSink(cipher)));

    // 输出十六进制密文
    std::string encoded;
    StringSource s2(cipher, true,
        new HexEncoder(new StringSink(encoded)));
    std::cout << "Cipher: " << encoded << std::endl;

    // AES-CBC 解密
    CBC_Mode<AES>::Decryption d;
    d.SetKeyWithIV(key, sizeof(key), iv);
    StringSource s3(cipher, true,
        new StreamTransformationFilter(d,
            new StringSink(recovered)));
    std::cout << "Recovered: " << recovered << std::endl;
    return 0;
}

适用场景

• 桌面/服务器应用加密：安全存储、加密通信、配置文件加密
• 区块链与数字货币：密钥生成、交易签名、地址哈希
• 文件加密工具：全盘加密、文件级加密、压缩包加密
• 国密合规项目：SM2/SM3/SM4 在金融、政务等领域的合规实现
• 安全通信协议：TLS 底层实现、自定义安全传输协议
• 密码学教学：学习各类加密算法的工作原理和使用方法

竞品对比

参考资料

• GitHub 仓库: https://github.com/weidai11/cryptopp
• 官方 Wiki: https://www.cryptopp.com/wiki/
• 官方文档 (Doxygen): https://www.cryptopp.com/docs/ref/
• NIST 加密标准: https://csrc.nist.gov/publications/fips