openssl加密機制

一、基礎知識：

1、互聯網上中間人***通常用的三種方式：1）竊聽 2）數據篡改 3）會話劫持

      2、數據加密的常用的三種方式有：對稱加密、非對稱加密、單向加密。

         3、ssl:secure socket layer,安全的套接字層。

         4、TLS：Transport Layer Security,功能類似于ssl。

         5、隨機數生成器：/dev/random 和 /dev/urandom 。   -salt：依賴于隨機數生成器。

         6、隨機數的來源：熵池和偽隨機數生成器。熵池中的隨機數來自塊設備中斷和鍵盤和鼠標的敲擊時間間隔；偽隨機數生成器中的隨機數來自于熵池和軟件產生。

         7、openssl rand [base64] num 也可以用來生成隨機數。

         8、echo –n “QQ”|openssl base64，表示對QQ做base64編碼。

二、對稱加密：

 1、加密方和解密方使用同一個密鑰。

     2、加密解密的速度比較快，適合數據比較長時的使用。

     3、密鑰傳輸的過程不安全，且容易被破解，密鑰管理也比較麻煩。

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

        5、加密工具：openssl、gpg(pgp工具)

三、非對稱加密（公鑰加密）：

     1、每個用戶擁用一對密鑰加密：公鑰和私鑰。

     2、公鑰加密，私鑰解密；私鑰加密，公鑰解密。

     3、公鑰傳輸的過程不安全，易被竊取和替換。

     4、由于公鑰使用的密鑰長度非常長，所以公鑰加密速度非常慢，一般不使用其去加密。

     5、某一個用戶用其私鑰加密，其他用戶用其公鑰解密，實現數字簽名的作用。

     6、公鑰加密的另一個作用是實現密鑰交換。

        7、加密和簽名算法：RSA、ELGamal。

        8、公鑰簽名算法：DSA。

        9、加密工具：gpg、openssl

四、單向加密：

1、特征：雪崩效應、定長輸出和不可逆。

    2、作用是：確保數據的完整性。

       3、加密算法：md5（標準密鑰長度128位）、sha1（標準密鑰長度160位）、md4、CRC-32

       4、加密工具：md5sum、sha1sum、openssl dgst。

       5、計算某個文件的hash值，例如：md5sum/shalsum  FileName,openssl dgst –md5/-sha1 FileName。

五、密鑰交換的兩種機制：

     1、公鑰加密實現：發送方用接收方的公鑰加密自己的密鑰，接收方用自己的私鑰解密得到發送方的密鑰，逆過來亦然，從而實現密鑰交換。

     2、使用DH算法：前提發送方和接受方協商使用同一個大素數P和生成數g，各自產生的隨機數X和Y。發送方將g的X次方mod P產生的數值發送給接收方，接受方將g的Y次方mod P產生的數值發送給發送方，發送方再對接收的結果做X次方運算，接受方對接收的結果做Y次方運算，最終密碼形成，密鑰交換完成。

六、同時實現數據的完整性、數據加密和身份驗證所使用到的機制如下：

  假設Bob和Rose進行通信：

         1】加密過程：

          Bob使用單向加密算法得出發送數據的特征碼（用于數據完整性檢測），Bob用自己的私鑰加密此特征碼（實現身份驗證），并將此特征碼置于數據的后面。Bob再生成一個密碼D，用此密碼加密加密過的特征碼和數據（實現數據加密），此時生成的數據我們稱其為Q，最后用Rose的公鑰加密該密碼D，并將D置于Q的后面。

         2】解密過程：

          Rose用自己的私鑰解密得到D，然后用D解密得到數據和加密過得特征碼，再用Bob的公鑰解密此特征碼，如果可以解密，則說明該數據是Bob發送的，反之，則不是。最后用單向加密算法計算該段數據的特征碼，通過比較發送過來的特征碼和Rose通過計算得到的特征碼來確定此數據是否被篡改掉，如果特征碼一致，則數據未發生改變；如果特征碼不一致，則數據發生過改變。

七、openssl：

      1）組件：libcrypto:加密庫。

               libssl：實現ssl功能的庫。

               openssl：多用途的加密工具，能夠提供對稱加密、公鑰加密、單向加密，且可以作為一個簡單的本地CA用。

      2）在對稱加密中，使用openssl實現對某個文件加密：

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

使用openssl實現解密：

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

      3）openssl version：查看openssl的版本信息。

      4）openssl ：進入openssl的命令行模式。

      5）openssl speed：測試某種加密算法加密不同長度密鑰的速率。

      6）在公鑰加密中，openssl可以用來生成私鑰。

             openssl  genrsa 指定生成的私鑰長度 > 保存到的文件名  

             openssl  genrsa  [des3]  -out 保存到的文件名 指定生成的私鑰長度

             在生成密鑰文件的同時修改密鑰文件的權限：（umask 077; openssl  genrsa 指定生成的私鑰長度> 保存到的文件名）

             openssl  genrsa 指定生成的私鑰長度 [-des3](加密私鑰文件)  >  保存到的文件名。

             openssl  genrsa  [-des3]  -out  保存到的文件名  指定生成的私鑰長度

             當私鑰在生成的時候，文件未加密，則可以使用如下格式對未加密的私鑰文件進行加密并保存：openssl rsa  in  未加密私鑰存放的文件 –des3  -out  保存到的文件名        

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

      7）公鑰在私鑰中提取出：openssl  rsa  –in  my.key  -pubout 指定保存公鑰的文件名。