2017-2018-1 20155315 《信息安全系统设计基础》实验五 通讯协议设计
实验内容
- 基于Socket实现TCP通信，一人实现服务器，一人实现客户端
- 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
- 选用合适的算法，基于混合密码系统实现对TCP通信进行机密性、完整性保护。
实验知识点
- OpenSSL
- TCP通信
- 混合密码系统
实验步骤
（一）Linux下OpenSSL的安装与使用
- OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：
- 密码算法库
- SSL协议库
- 应用程序
- 安装过程
./configure
make
sudo make install
- 测试AES
- 测试RSA
- 测试test_openssl.c
- 主要问题：按照教程一步步进行的时候，发现安装包中有config和Configure，一开始运行Configure，在make的时候总是会出现错误。全部重新来过运行config才正常。查找资料发现其实configure也是一种命令，但是在这次实验中要运行config才可以。
（二）TCP通信
- 一人实现服务器，一人实现客户端
- 服务器伪代码
socket()
bind()
listen()
accept()
closesocket()
- 客户端伪代码
socket()
bind()
connect()
closesocket()
- 运行结果
（三）混合密码系统
在Ubuntu中实现对实验二中的“wc服务器”通过混合密码系统进行防护
生成证书
- 生成服务器端的私钥(key文件)
openssl genrsa -des3 -out server.key 1024 - 生成服务器端的csr文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr -config - 客户端生成key文件
openssl genrsa -des3 -out client.key 1024 - 生成客户端的csr文件
openssl req -new -key client.key -out client.csr -config - 生成自己的CA,生成ca.key和ca.crt证书文件
openssl req -new -x509 -keyout ca.key -out ca.crt -config - 用生成的ca给服务器的csr文件签名，生成服务器端的证书
Openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key -config openssl.cnf - 用生成的ca给客户端的csr文件签名，生成客户端的证书
Openssl ca -in client.csr -out client.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key -config openssl.cnf - 主要问题：在生成服务器端的证书时，提示部门与CA中的定义的部门不符，重新进行第一步修改部门之后生成server.crt。在生成服务器端的证书时，提示因为与前面使用的common name相同，需要修改文件demoCA/index.txt.attr，
将里面的：unique_subject = yes改为unique_subject = no保存退出再重新输入就可以了。
用混合密码系统进行防护
- 基本框架与socket编程一样，只是其中需要加入头文件：
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/evp.h>
和一些其他的代码：
SSL_library_init();
OpenSSL_add_all_algorithms();
SSL_load_error_strings();
ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
if (ctx == NULL)
{
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)
{
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)
{
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx))
{
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
- 运行结果
参考资料
PSP时间统计
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 10min | 10% |
| 设计 | 20min | 20% |
| 代码实现 | 50min | 50% |
| 测试 | 10min | 10% |
| 总结分析 | 10min | 10% |
