互联网安全之-------openssl

在互联网通信中，比如QQ、MSN等等，如果我们进行交谈的内容没有被加密，这样的话别人都可以随访问了，这是不合适的，所有我们就要对我们通信的内容进行加密，然后再进行通信就相对比较安全了

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     在互联网上数据传输有两种：明文传输和加密传输。明文传输的协议有：ftp、http、smtp、telnet。但是为了数据的完整性和安全性，所以后来引用了加密等相关手段来保证数据的安全和完整性。

加密类型

   那么一个完整的数据发送是怎么样一个过程呢？

1、发送方使用选定的单向加密算法计算原始数据的特征码；

2、发送方使用自己的私钥加密特征码，附加于原始数据后面；

3、发送方生成一次性对称密钥，并使用此密钥加密数据(原始数据+加密后的特征码)；

4、发送方使用接收方的公钥加密一次性对称密钥，附加于加密数据后面

5、发送；

1、接收方使用自己的私钥解密加密的一次性对称密钥；

2、使用对称密钥解密数据，得到加密的特征码和原始数据；

3、使用发送方的公钥解密加密的特征码；

4、使用与发送方相同的单向加密算法重新计算数据的特征码，并与解密出的特征做比较

对于非对称加密而言，获取对方的公钥非常关键，最简单的就是自己建一个站点，把

自己的公钥公布出去，但是别人在获得的时候，怎么能确保这公钥就是公布者的呢？

    所以简单的公钥分发机制已经不能保证公钥来源合法性了，于是就有了分布式分发机制，最常见的就是数字证书了

数字证书

    我们为什么要用到数字证书呢？大家想象一下，我们要进行通信的时候，怎么去保证对方一定是我们想要进行交流的那个人呢？做数字签名？那么怎么保证这数字签名是合法的呢？这时候就需要第三方机构，分发一种大家都认可的数字证书，比如说×××，当我们看到对方的数字证书的时候，是不是就确定了对方的身份了?

数字证书的格式：  

  数字证书：x.509v3（常用的）

      版本号(version)

      序列号():证书本身在CA中惟一标识；

      签名算法标志              //  让使用者确定使用的哪种数据加密算法，以用来验证证书合法性

      发行者名称

      有效期：

      证书主体名称：(组织(主机),个人)

      证书主体公钥信息：

      发行商惟一标志

      证书主体的惟一标志

扩展：

      签名：

PKI（Public Key Infrastructure）它是一种规范，定义了一个CA所具有的的机构

组成部分：

         端实体(申请者)

         注册机构(RC)

        签证机构(CA)-->签证机构(CA)

       证书撤消列表(CRL)发布机构

      证书存取库

         那我们如何去制作一个证书申请呢？如果我们仅要求对公司内部的员工分发证书，那么去第三方机构申请证书是需要一定费用的，这时候我们自己建立一个CA并给自己颁发一个证书，这样就好很多了

要想自建CA的话，我们要借助一个工具，OpenSSL，

openssl由三部分组成，

  libcrypto:实现加密解密的工具，很多需要加密的程序都会调用这个库

  libssl ：实现ssl功能的

  openssl ：openssl的命令行工具

Openssl：常用的几个命令介绍

versinon查看openssl的版本号

enc加密

          -des3 指定加密算法为des

           -in    指定加密/解密文件

           -e     加密

           -d      解密

          -out 制定将加密或者解密过后的文件存放的位置

例如：

                将一个文件加密的过程我们就用:

                 openssl enc -des3 -in /path/to/somefile -e -out /path/to/somefile.des3

                 将加密过后的文件解密我们就使用：

                openssl enc -des3 -in /path/to/somefile.des3 -d -out /path/to/somefile

 dgst

              -hex 以16禁止显示计算出的特征码

               -out 保存的文件  

      例：以md5的算法获取一个文件的特征码

               openssl dgst -md5 -hex /path/to/somefile

speed 速度测试工具

                不带任何参数将每一种加密算法都测试一遍，指定加密算法的话，只测试指定的算法    

生成私钥：

    openssl  genrsa num  

    num  指定生成秘钥的位数，默认是512位的，必须为2的n次方位

 例如：

    openssl genrsa 2^n > /path/to/keyfile

    openssl genrsa -out /path/to/keyfile 2^n

对于私钥也是可以加密的

  -des3 指定以des3的格式加密

  -out 指定保存的位置

例：openssl genrsa -des3 2048

       注：我们的私钥虽然加密，但是也不能让人随意看，所以我们应该把私钥文件的权限改为只有自己才能看

生成公钥

注：公钥是从私钥中中提取出来的：

rsa

       -in  私钥所存放的位置

       -pubout 提取公钥

例：

openssl rsa -in /path/to/keyfile -pubout  丛私钥中提取公钥

那如何申请证书呢

用到的命令 req

          -in   指定从哪个文件读取

         -key  指定私钥文件在哪

         -new  实现制作证书申请

         -days 指定该证书期望使用的时间

         -out  把证书申请保存在那个文件下

例如：如何制作一个证书申请呢：

      openssl req -new -key /path/to/private_key -out /paht/to/certificate.csr

下面我们就来实现自建CA，制作证书申请，分发证书的过程：

自建CA：

# cd /etc/pki/CA/
1、为CA生成一个私钥：

[root@www CA]# (umask 077; openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048)
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...........................+++
.......+++
e is 65537 (0x10001)

2、生成自签证书：

[root@www CA]# openssl req -new -x509 -key private/cakey.pem -out cacert.pem -days 3650
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN       //指定国家代码
State or Province Name (full name) []:Henan  //指定省份
Locality Name (eg, city) [Default City]:Zhengzhou   //制定城市
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:magedu  //指定组织名称
Organizational Unit Name (eg, section) []:Tech      //指定所在的部门
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:www.magelinux.org            //指定主机名
Email Address []:           //邮箱
[root@www CA]#
[root@www CA]# touch index.txt serial   //提供序列号文件
[root@www CA]# ls
cacert.pem  certs  crl  index.txt  newcerts  private  serial
[root@www CA]# echo 01 > serial

注：这里做自签证书的时候必须要加-x509，不指定的话就是证书申请

   这样的话我们自己的CA就创建好了，自签证书也好了，就可以拿着证工作了

3、签署证书：
# openssl ca -in /path/to/certreq.csr -out /path/to/certfile.crt（证书文件都以crt结尾） -days 365
是一个数字签名的过程

客户端

    生成私钥

[root@www ~]# mkdir /key
[root@www ~]# (umask 077; openssl genrsa -out /key/httpd.key 2048)
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...............................................................................+++
.........................................................+++
e is 65537 (0x10001)
[root@www ~]#

 制作证书请求：

[root@www ~]# openssl req -new -key /key/httpd.key -out /key/httpd.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:Henan
Locality Name (eg, city) [Default City]:Zhengzhou
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:magedu
Organizational Unit Name (eg, section) []:Tech
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:www.magelinux.org
Email Address []:
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:
[root@www ~]#

签署证书：

[root@www ~]# openssl ca -in /key/httpd.csr -out /key/httpd1.csr -days 365
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 1 (0x1)
        Validity
            Not Before: Aug 27 06:15:30 2013 GMT
            Not After : Aug 27 06:15:30 2014 GMT
        Subject:
            countryName               = CN
            stateOrProvinceName       = Henan
            organizationName          = magedu
            organizationalUnitName    = Tech
            commonName                = www.magelinux.org
        X509v3 extensions:
            X509v3 Basic Constraints:
                CA:FALSE
            Netscape Comment:
                OpenSSL Generated Certificate
            X509v3 Subject Key Identifier:
                A7:B0:1A:A0:BB:FB:AE:36:18:D0:72:1B:C5:A7:7C:8E:D5:F5:01:1F
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:7E:76:06:55:50:E5:CB:EE:F0:A7:F0:2E:DB:4D:CD:2B:54:C6:AF:39
Certificate is to be certified until Aug 27 06:15:30 2014 GMT (365 days)
Sign the certificate? [y/n]:

专用客户端测试工具：

# openssl s_client -connect HOST:PORT -CAfile /path/to/cacertfile|-CApath /paht/to/cacertfiles_dir/ -ssl2|-ssl3|-tls1

   -connect 说明链接那个服务器的那个端口进行检测

   -CAfile 指定使用那个CA证书进行检测

   -CApath 指定那个路径下的CA证书，与-CAfile二选一使用

   -ssl2 指定协议

   -state 显示其状态

openssl中有如下后缀名的文件

.key格式：私有的密钥
.crt格式：证书文件，certificate的缩写
.csr格式：证书签名请求（证书请求文件），含有公钥信息，certificate signing request的缩写
.crl格式：证书吊销列表，Certificate Revocation List的缩写
.pem格式：用于导出，导入证书时候的证书的格式，有证书开头，结尾的格式