使用OpenSSL C库在多个线程中生成椭圆曲线密钥对（EC_-key_-Generate_-key）

我想生成许多ec密钥对。加快了一点进程，我重写了我的应用程序，为这个作业使用了多个线程。以下是每个线程生成密钥的代码片段：

(...)
EC_KEY* _ec_key = EC_KEY_new(); 
EC_GROUP* ec_group_new = EC_GROUP_new_by_curve_name(NID_X9_62_prime256v1); 
const EC_GROUP* ec_group = ec_group_new; 
if (!EC_KEY_set_group(ec_key,ec_group)) 
  DieWithError("Error in initializeCrypto, EC_KEY_set_group failed!");

// Segfault at this position
if(!EC_KEY_generate_key(ec_key))
  DieWithError ("Error in generateKeys, EC_KEY_generate_key failed!");

(...)
EC_GROUP_free(ec_group_new); 
EC_KEY_free(ec_key);

乍一看，一切似乎都很顺利。在i5 520m上使用四个线程，应用程序的运行速度提高了一倍。但在3-4代E6密钥之后，它突然出现了故障。如果我锁定EC_KEY_generate_KEY操作，就不再有segfault，但是使用多线程的优势已经消失了。现在我的问题。是否可以将密钥的创建拆分为多个线程而不损坏内存？我在谷歌上没有找到任何信息。不过，报告没有提到任何关于线程安全的内容。非常感谢您的帮助。thx

// Segfault at this position
if(!EC_KEY_generate_key(ec_key))
  DieWithError ("Error in generateKeys, EC_KEY_generate_key failed!");
...

... But then after 3-4 E6 key generations it suddenly segfaults.

您使用的是OpenSSL的随机数生成器，它不是线程安全的。下面是第125行附近的

cryptlib.c

。请注意，列表中有随机数生成器和椭圆曲线齿轮

/* real #defines in crypto.h, keep these upto date */
static const char* const lock_names[CRYPTO_NUM_LOCKS] =
    {
    "<<ERROR>>",
    "err",
    "ex_data",
    "x509",
    "x509_info",
    "x509_pkey",
    "x509_crl",
    "x509_req",
    ...
    "ssl_ctx",
    "ssl_session",
    "ssl",
    "ssl_method",
    "rand",
    "rand2",
    ...
    "ecdsa",
    "ec",
    "ecdh",
    "bn",
    "ec_pre_comp",
    ...
    };

/*real#在crypto.h中定义，保持这些最新*/
静态常量字符*常量锁\u名称[加密锁]=
{
"",
“呃”，
“ex_数据”，
“x509”，
“x509_信息”，
“x509_pkey”，
“x509_crl”，
“x509_需求”，
...
“ssl_ctx”，
“ssl_会话”，
“ssl”，
“ssl_方法”，
“兰德”，
“rand2”，
...
“ecdsa”，
“欧共体”，
“ecdh”，
“bn”，
“ec_pre_comp”，
...
};

您必须显式地设置锁。看

---

是否可以将密钥的创建拆分为多个线程而不损坏内存

是的，但是您必须使用OpenSSL的锁定机制

这是我的OpenSSL初始化程序在C++中的样子。它初始化锁并设置回调

pthread_mutex_t s_locks[CRYPTO_NUM_LOCKS] = { };

void Initialize()
{    
    static once_flag init;
    std::call_once(init, []() {      

        // Standard OpenSSL library init
        OPENSSL_no_config();
        SSL_library_init();

        SSL_load_error_strings();
        OpenSSL_add_ssl_algorithms();

        // Lock setup
        LOCK_setup();
        CALLBACK_setup();
    });
}

void LOCK_setup()
{    
    ASSERT(CRYPTO_NUM_LOCKS == CRYPTO_num_locks());
    if(CRYPTO_NUM_LOCKS != CRYPTO_num_locks())
        throw runtime_error("CRYPTO_NUM_LOCKS mismatch");

    for(unsigned i = 0; i < CRYPTO_NUM_LOCKS; ++i)
    {
        int rc = pthread_mutex_init(&s_locks[i], NULL);
        ASSERT(rc == 0);
        if(!(rc == 0))
            throw runtime_error("pthread_mutex_init");
    }
}

void CALLBACK_setup()
{    
    CRYPTO_set_id_callback(&ThreadIdFnc);
    CRYPTO_set_locking_callback(&LockingFnc);
}

void LockingFnc(int mode, int idx, const char* file, int line)
{
    ASSERT(mode == CRYPTO_LOCK || mode == CRYPTO_UNLOCK);
    ASSERT(CRYPTO_NUM_LOCKS == CRYPTO_num_locks());
    ASSERT(idx >= 0 && idx < CRYPTO_NUM_LOCKS);

    if(!(idx >= 0 && idx < CRYPTO_NUM_LOCKS))
    {    
        ostringstream oss;
        oss << "LockingFnc: lock failed with bad index ";
        oss << idx << ". File: " << (file ? file : "Unknown");
        oss << ", line: " << line;

        // Log oss.str()
        return;
    }

    if((mode & CRYPTO_LOCK) == CRYPTO_LOCK)
    {
        int rc = pthread_mutex_lock(&s_locks[idx]);
        int err = errno;
        ASSERT(rc == 0);

        if(!(rc == 0))
        {
            ostringstream oss;
            oss << "LockingFnc: lock failed with error ";
            oss << err << ". File: " << (file ? file : "Unknown");
            oss << ", line: " << line;          

            throw runtime_error(oss.str());
        }
    }
    else if((mode & CRYPTO_UNLOCK) == CRYPTO_UNLOCK)
    {
        int rc = pthread_mutex_unlock(&s_locks[idx]);
        int err = errno;
        ASSERT(rc == 0);

        if(!(rc == 0))
        {
            ostringstream oss;
            oss << "LockingFnc: unlock failed with error ";
            oss << err << ". File: " << (file ? file : "Unknown");
            oss << ", line: " << line;

            throw runtime_error(oss.str());
        }
    }
}

unsigned long ThreadIdFnc()
{
#if defined(AC_OS_APPLE)
    ASSERT(sizeof(unsigned long) >= sizeof(pid_t));
    return static_cast<unsigned long>(pthread_mach_thread_np(pthread_self()));
#elif defined(AC_OS_STARNIX)
    ASSERT(sizeof(unsigned long) >= sizeof(pid_t));
    return static_cast<unsigned long>(gettid());
#else
# error "Unsupported platform"
#endif
}

pthread_mutex_t s_locks[CRYPTO_NUM_locks]={}；
void Initialize（）
{    
静态一次_标志初始化；
std:：调用_一次（init，[]（）{
//标准OpenSSL库初始化
OPENSSL_no_config（）；
SSL_库_init（）；
SSL_加载_错误_字符串（）；
OpenSSL_添加_ssl_算法（）；
//锁定设置
锁定设置（）；
回调_设置（）；
});
}
无效锁定设置（）
{    
断言（CRYPTO_NUM_LOCKS==CRYPTO_NUM_LOCKS（））；
if（CRYPTO_NUM_LOCKS！=CRYPTO_NUM_LOCKS（））
抛出运行时错误（“加密锁不匹配”）；
for（无符号i=0；i=0&&idx=0&&idxoss Thx为您提供了一个很好的答案！您在第一个版本中的提示已经帮助我找到了一个解决我问题的示例。我找到了这个示例，并对我的代码进行了调整。但是仍然存在一些不确定性（由于我的好奇）。首先，我不知道CRYPTO_num_locks（）是如何工作的，因为它似乎“知道”我将在我的程序中使用多少线程？其次，OpenSSL线程docu提出了另一个ThreadIdFnc（），带有其他参数和返回类型（请参阅int CRYPTO_THREADID_set_callback（void（*THREADID_func）（CRYPTO_THREADID*））；OpenSSL锁定它们的组件（例如，随机数生成器）。锁定发生在共享数据周围，线程数不相关。
CRYPTO_num_locks
是一个运行时函数。它返回您提供的数组中所需的最大锁数。编译时常量为
CRYPTO_num_locks
。当您知道编译时的大小时，运行时无需
malloc
e时间。
threadid\u func
vs
ThreadIdFnc
命名并不重要。您可以将其命名为
Foo
、
bar
或
Foo\u bar
。重要的是函数的签名和调用约定-函数的参数和返回类型。函数必须采用参数
int、int、char*、int
和return
void
。
/crypto/threads/mttest.c
中的示例代码可能会对您有所帮助。