openssl加密机制

  一、基础知识:

  1、互联网上中间人攻击通常用的三种方式:1)窃听 2)数据篡改 3)会话劫持

  2、数据加密的常用的三种方式有:对称加密、非对称加密、单向加密。

  3、ssl:secure socket layer,安全的套接字层。

  4、TLS:Transport Layer Security,功能类似于ssl。

  5、随机数生成器:/dev/random 和 /dev/urandom 。   -salt:依赖于随机数生成器。

  6、随机数的来源:熵池和伪随机数生成器。熵池中的随机数来自块设备中断和键盘和鼠标的敲击时间间隔;伪随机数生成器中的随机数来自于熵池和软件产生。

  7、openssl rand [base64] num 也可以用来生成随机数。

  8、echo –n “QQ”|openssl base64,表示对QQ做base64编码。

  二、对称加密:

  1、加密方和解密方使用同一个密钥。

  2、加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用。

  3、密钥传输的过程不安全,且容易被破解,密钥管理也比较麻烦。

  4、加密算法:DES(Data Encryption Standard)、3DES、AES(Advanced Encryption Standard,支持128、192、256、512位密钥的加密)、Blowfish。

  5、加密工具:openssl、gpg(pgp工具)

  三、非对称加密(公钥加密):

  1、每个用户拥用一对密钥加密:公钥和私钥。

  2、公钥加密,私钥解密;私钥加密,公钥解密。

  3、公钥传输的过程不安全,易被窃取和替换。

  4、由于公钥使用的密钥长度非常长,所以公钥加密速度非常慢,一般不使用其去加密。

  5、某一个用户用其私钥加密,其他用户用其公钥解密,实现数字签名的作用。

  6、公钥加密的另一个作用是实现密钥交换。

  7、加密和签名算法:RSA、ELGamal。

  8、公钥签名算法:DSA。

  9、加密工具:gpg、openssl

  四、单向加密:

  1、特征:雪崩效应、定长输出和不可逆。

  2、作用是:确保数据的完整性。

  3、加密算法:md5(标准密钥长度128位)、sha1(标准密钥长度160位)、md4、CRC-32

  4、加密工具:md5sum、sha1sum、openssl dgst。

  5、计算某个文件的hash值,例如:md5sum/shalsum  FileName,openssl dgst –md5/-sha1 FileName。

  五、密钥交换的两种机制:

  1、公钥加密实现:发送方用接收方的公钥加密自己的密钥,接收方用自己的私钥解密得到发送方的密钥,逆过来亦然,从而实现密钥交换。

  2、使用DH算法:前提发送方和接受方协商使用同一个大素数P和生成数g,各自产生的随机数X和Y。发送方将g的X次方mod P产生的数值发送给接收方,接受方将g的Y次方mod P产生的数值发送给发送方,发送方再对接收的结果做X次方运算,接受方对接收的结果做Y次方运算,最终密码形成,密钥交换完成。

  六、同时实现数据的完整性、数据加密和身份验证所使用到的机制如下:

  假设Bob和Rose进行通信:

  1】加密过程:

  Bob使用单向加密算法得出发送数据的特征码(用于数据完整性检测),Bob用自己的私钥加密此特征码(实现身份验证),并将此特征码置于数据的后面。Bob再生成一个密码D,用此密码加密加密过的特征码和数据(实现数据加密),此时生成的数据我们称其为Q,最后用Rose的公钥加密该密码D,并将D置于Q的后面。

  2】解密过程:

  Rose用自己的私钥解密得到D,然后用D解密得到数据和加密过得特征码,再用Bob的公钥解密此特征码,如果可以解密,则说明该数据是Bob发送的,反之,则不是。最后用单向加密算法计算该段数据的特征码,通过比较发送过来的特征码和Rose通过计算得到的特征码来确定此数据是否被篡改掉,如果特征码一致,则数据未发生改变;如果特征码不一致,则数据发生过改变。

  七、openssl:

  1)组件:libcrypto:加密库。

  libssl:实现ssl功能的库。

  openssl:多用途的加密工具,能够提供对称加密、公钥加密、单向加密,且可以作为一个简单的本地CA用。

  2)在对称加密中,使用openssl实现对某个文件加密:

  openssl  enc  -des3  -salt  -a  -in  plaintext  -out  ciphertext.des3

  使用openssl实现解密:

  openssl  enc  -d  -des3  -salt  -a  -in  ciphertext.des3  -out  plaintext

  3)openssl version:查看openssl的版本信息。

  4)openssl :进入openssl的命令行模式。

  5)openssl speed:测试某种加密算法加密不同长度密钥的速率。

  6)在公钥加密中,openssl可以用来生成私钥。

  openssl  genrsa 指定生成的私钥长度 > 保存到的文件名

  openssl  genrsa  [des3]  -out 保存到的文件名 指定生成的私钥长度

  在生成密钥文件的同时修改密钥文件的权限:(umask 077; openssl  genrsa 指定生成的私钥长度> 保存到的文件名)

  openssl  genrsa 指定生成的私钥长度 [-des3](加密私钥文件)  >  保存到的文件名。

  openssl  genrsa  [-des3]  -out  保存到的文件名  指定生成的私钥长度

  当私钥在生成的时候,文件未加密,则可以使用如下格式对未加密的私钥文件进行加密并保存:openssl  rsa  in  未加密私钥存放的文件 –des3  -out  保存到的文件名

  解密私钥:openssl  rsa  in  需要解密的私钥文件 –out  保存到的文件名。

  7)公钥在私钥中提取出:openssl  rsa  –in  my.key  -pubout 指定保存公钥的文件名。

 

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