実験5プロトコルの設計
実験:
Ubuntuの完了1.
http://www.cnblogs.com/rocedu/p/5087623.html
ジョブの。- 2.仕事
ペアで。
ソケットベースのTCP通信の実現、人がサーバーを達成し、人々のクライアントが実現しています。
OpenSSLのアルゴリズム研究、テスト対称アルゴリズムAES、RSA非対称アルゴリズム、ハッシュアルゴリズムMD5。
適切なアルゴリズムを選択し、ハイブリッド暗号ベースの機密性、完全性、TCPトラフィックの保護を実施しました。
予備容量者、システムの安全性の分析と改善があります。
3.でUbuntuは「WCサーバが」ハイブリッド暗号によって保護されている2回の実験で実施しました。
4.ファイル名を指定して実行試験室、ARMは、テストショットを提出し、Z32のテストアルゴリズムを呼び出します。(行われます)
5. Z32状態の秘密アルゴリズム書き換え「WCサーバー」ハイブリッドパスワード保護、実行ショットを提出します。(行われます)
実験手順:
SSL / TLSプロトコルの概要
1994年にNetscapeは保護Webトラフィックに設計されたSSL(セキュア・ソケット・レイヤー、セキュアソケットレイヤプロトコル)を開発しました。
これは、目標は二つの通信セキュリティと信頼性の間に、アプリケーションが、サーバとクライアントの両方の端部を支持同時に達成できることを確実にするためである、公開鍵技術を使用しています。
一般的には、現在のWebブラウザは、セキュアな通信を可能にする、HTTPとSSLの組み合わせになります。
SSLプロトコルを使用して
SSLは、SMTP、TELNETなどの様々なプロトコル、一般にHTTPプロトコルで使用されるが、他のプロトコルを使用することもできる、とは無関係です。
协议的目标:SSL/TLS被设计用来使用TCP提供一个可靠的端到端安全服务,为两个通讯个体之间提供保密性和完整性(身份鉴别)。
機密性、メッセージの整合性と相互認証:SSL / TLSは、3つの標準的なサービスを提供しています。
SSLのアーキテクチャ
契約は2つの層に分かれています。
下:SSLレコードプロトコルは、上位層のプロトコルに基本的なセキュリティサービスを提供しています。
トップ:SSLハンドシェイクプロトコル、SSLプロトコル命令のパスワードを変更するには、SSL交換プロセスを管理するために使用されるSSL警告プロトコル。
LinuxでOpenSSLのインストール
- 、で見つけるOpenSSLの公式サイトBaiduの.zipファイルをダウンロードするためのダウンロードリンクGithubのリンクを見つけます。
- .zipファイルを解凍したファイルのダウンロードディレクトリでコマンドを入力します。
unzip openssl-master.zip
- 抽出後使用して完成された
cd oenpssl-master
ディレクトリにファイル解凍し、コマンドを、次に使用するls
ファイルがあることがわかりますコマンドReadMe
詳細なチュートリアルを持っています、。
Quick Start快速开始
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If you want to just get on with it, do:如果你只是想快速上手做好使用准备,请执行以下操作:
$ ./config
$ make
$ make test \\测试一下有没有问题。
$ sudo make install
[If any of these steps fails, see section Installation in Detail below.][如果这些步骤中的任何一个失败,请参见下面的详细安装部分。]
- ./config运行截图
- make运行截图
- make test运行截图
- sudo make install运行截图
Linux下OpenSSL的使用
- 编写一个测试代码test_openssl.c :
#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>
int main(){
OpenSSL_add_all_algorithms();
return 0;
}
- 用如下命令进行编译:
gcc -o test_openssl test_openssl.c -L/usr/local/ssl/lib -lcrypto -ldl -lpthread
- 实现
echo $?
进行执行,结果打印了一个0,截图如下
基于Socket实现TCP通信,一人实现服务器,一人实现客户端
客户端传一个文本文件给服务器。
服务器返加文本文件中的单词数。
研究OpenSSL算法,测试对称算法中的AES,非对称算法中的RSA,Hash算法中的MD5
AES算法
- 对称加密:对称加密需要使用的标准命令为
enc
openssl enc -ciphername [-in filename] [-out filename] [-pass arg] [-e] [-d] [-a/-base64]
[-A] [-k password] [-kfile filename] [-K key] [-iv IV] [-S salt] [-salt] [-nosalt] [-z] [-md]
[-p] [-P] [-bufsize number] [-nopad] [-debug] [-none] [-engine id]
-in filename:指定要加密的文件存放路径
-out filename:指定加密后的文件存放路径
-salt:自动插入一个随机数作为文件内容加密,默认选项
-e:可以指明一种加密算法,若不指的话将使用默认加密算法
-d:解密,解密时也可以指定算法,若不指定则使用默认算法,但一定要与加密时的算法一致
-a/-base64:使用-base64位编码格式
使用下列命令对my.txt进行加密:
openssl enc -aes-128-cbc -in my.txt -out out.txt -pass pass:123456
RSA算法:
- RSA的用法如下:
openssl rsa [-inform PEM|NET|DER] [-outform PEM|NET|DER] [-in filename] [-passin arg] [-out filename] [-passout arg]
[-sgckey] [-des] [-des3] [-idea] [-text] [-noout] [-modulus] [-check] [-pubin] [-pubout] [-engine id]
常用选项:
-in filename:指明私钥文件
-out filename:指明将提取出的公钥保存至指定文件中
-pubout:根据私钥提取出公钥
RSA是一个非对称加密算法。简单说来,非对称加密算法就是说加密解密一个文件需要有两个密钥,一个用来加密,为公钥,一个用来解密,为私钥。证书可以用来授权公钥的使用。
- 首先需要进入openssl的交互界面,在命令行了输入
openssl
- 生成RSA私钥
genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
该命令会生成1024位的私钥,此时我们就可以在当前路径下看到rsa_private_key.pem
文件了。
- 生成RSA公钥
rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
并回车,得到生成成功的结果,如下图:
- 加密文件:
在目录中创建一个hello的文本文件,然后利用此前生成的公钥加密文件:
openssl rsautl -encrypt -in hello.txt -inkey rsa_public_key.pem -pubin -out hello.e
-in指定要加密的文件,
-inkey指定密钥,
-pubin表明是用纯公钥文件加密,
-out为加密后的文件。
- 解密文件:
使用命令
openssl rsautl -decrypt -in hello.e -inkey rsa_private_key.pem -out hello.de
-in指定被加密的文件,
-inkey指定私钥文件,
-out为解密后的文件。
MD5
用oppnssl md5 加密字符串和文件的方法。
在终端中输入openssl后回车。
OpenSSL> md5 //输入md5后回车
hello 20175213 woaini //接着输入明文,不要输入回车。然后按3次ctrl+d。
hello 20175213 woaini(stdin)= 09be1a60e70c26fa6885ba52baaa71d6 //等号后面就是密文
实现对“wc服务器”的混合密码系统防护
- server服务器代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/evp.h>
#define MAXBUF 1024
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd, new_fd;
socklen_t len;
struct sockaddr_in my_addr, their_addr;
unsigned int myport, lisnum;
char buf[MAXBUF + 1];
SSL_CTX *ctx;
if (argv[1])
myport = atoi(argv[1]);
else
myport = 7838;
if (argv[2])
lisnum = atoi(argv[2]);
else
lisnum = 2;
/* SSL 库初始化 */
SSL_library_init();
/* 载入所有 SSL 算法 */
OpenSSL_add_all_algorithms();
/* 载入所有 SSL 错误消息 */
SSL_load_error_strings();
/* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX ,即 SSL Content Text */
ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
/* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */
if (ctx == NULL) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 载入用户的数字证书, 此证书用来发送给客户端。 证书里包含有公钥 */
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 载入用户私钥 */
if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0){
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 检查用户私钥是否正确 */
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 开启一个 socket 监听 */
if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
perror("socket");
exit(1);
} else
printf("socket created\n");
bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
my_addr.sin_family = PF_INET;
my_addr.sin_port = htons(myport);
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))
== -1) {
perror("bind");
exit(1);
} else
printf("binded\n");
if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
perror("listen");
exit(1);
} else
printf("begin listen\n");
while (1) {
SSL *ssl;
len = sizeof(struct sockaddr);
/* 等待客户端连上来 */
if ((new_fd =
accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,
&len)) == -1) {
perror("accept");
exit(errno);
} else
printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d\n",
inet_ntoa(their_addr.sin_addr),
ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);
/* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
ssl = SSL_new(ctx);
/* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */
SSL_set_fd(ssl, new_fd);
/* 建立 SSL 连接 */
if (SSL_accept(ssl) == -1) {
perror("accept");
close(new_fd);
break;
}
/* 开始处理每个新连接上的数据收发 */
bzero(buf, MAXBUF + 1);
strcpy(buf, "server->client");
/* 发消息给客户端 */
len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));
if (len <= 0) {
printf
("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
buf, errno, strerror(errno));
goto finish;
} else
printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n",
buf, len);
bzero(buf, MAXBUF + 1);
/* 接收客户端的消息 */
len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);
if (len > 0)
printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n",
buf, len);
else
printf
("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
errno, strerror(errno));
/* 处理每个新连接上的数据收发结束 */
finish:
/* 关闭 SSL 连接 */
SSL_shutdown(ssl);
/* 释放 SSL */
SSL_free(ssl);
/* 关闭 socket */
close(new_fd);
}
/* 关闭监听的 socket */
close(sockfd);
/* 释放 CTX */
SSL_CTX_free(ctx);
return 0;
}
- client客户端代码:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <resolv.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/evp.h>
#define MAXBUF 1024
void ShowCerts(SSL * ssl)
{
X509 *cert;
char *line;
cert = SSL_get_peer_certificate(ssl);
if (cert != NULL) {
printf("数字证书信息:\n");
line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0);
printf("证书: %s\n", line);
free(line);
line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0);
printf("颁发者: %s\n", line);
free(line);
X509_free(cert);
} else
printf("无证书信息!\n");
}
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd, len;
struct sockaddr_in dest;
char buffer[MAXBUF + 1];
SSL_CTX *ctx;
SSL *ssl;
if (argc != 3) {
printf("参数格式错误!正确用法如下:\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用来从某个"
"IP 地址的服务器某个端口接收最多 MAXBUF 个字节的消息",
argv[0], argv[0]);
exit(0);
}
/* SSL 库初始化,参看 ssl-server.c 代码 */
SSL_library_init();
OpenSSL_add_all_algorithms();
SSL_load_error_strings();
ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method());
if (ctx == NULL) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("Socket");
exit(errno);
}
printf("socket created\n");
/* 初始化服务器端(对方)的地址和端口信息 */
bzero(&dest, sizeof(dest));
dest.sin_family = AF_INET;
dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {
perror(argv[1]);
exit(errno);
}
printf("address created\n");
/* 连接服务器 */
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {
perror("Connect ");
exit(errno);
}
printf("server connected\n");
/* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
ssl = SSL_new(ctx);
SSL_set_fd(ssl, sockfd);
/* 建立 SSL 连接 */
if (SSL_connect(ssl) == -1)
ERR_print_errors_fp(stderr);
else {
printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl));
ShowCerts(ssl);
}
/* 接收对方发过来的消息,最多接收 MAXBUF 个字节 */
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
/* 接收服务器来的消息 */
len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);
if (len > 0)
printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n",
buffer, len);
else {
printf
("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
errno, strerror(errno));
goto finish;
}
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
strcpy(buffer, "from client->server");
/* 发消息给服务器 */
len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer));
if (len < 0)
printf
("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
buffer, errno, strerror(errno));
else
printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n",
buffer, len);
finish:
/* 关闭连接 */
SSL_shutdown(ssl);
SSL_free(ssl);
close(sockfd);
SSL_CTX_free(ctx);
return 0;
}
- 客户端/服务器端编译方式:
gcc -o server server.c -I /usr/local/ssl/include -L/usr/local/ssl/lib -lssl -lcrypto -ldl -lpthread
gcc -o client client.c -I /usr/local/ssl/include -L/usr/local/ssl/lib -lssl -lcrypto -ldl -lpthread
- 生产私钥和证书:
openssl genrsa -out privkey.pem 1024
openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out CAcert.pem -days 1095
- 客户端/服务器端运行方式:
./server 7838 1 CAcert.pem privkey.pem
./client 127.0.0.1 7838
- 运行截图:
实验中遇到的问题及解决方法
问题1:
使用gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude -L /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread
编译 test_openssl.c 报错
问题1解决方法:
使用 gcc -o test_openssl test_openssl.c -L/usr/local/ssl/lib -lcrypto -ldl -lpthread
进行编译,成功生成可执行文件,并且运行成功。
问题2:
运行中出现openssl: error while loading shared libraries: libssl.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory的错误
问题2解决方法:
经过上网查询,发现是因为找不到库的位置造成的,但按照网上的方法
输入命令sudo ln -s /usr/local/lib/libssl.so.3 /usr/lib/libssl.so.3
和sudo ln -s /usr/local/lib/libcrypto.so.3 /usr/lib/libcrypto.so.3
后,发现还是没有解决。
后继续在网上寻求解决方法,发现是因为文件已经存在了,所以需要把软连接删掉。使用sudo rm -rf /usr/lib/libssl.so.3
和 sudo rm -rf /usr/lib/libcrypto.so.3
命令将它们删掉。再使用上述命令就可解决此问题。