openssl实践总结
openssl实验总结
OPENSSL简介
OpenSSL项目是一个协作开发一个健壮的，商业级的，全功能的，并且开放源代码工具包，它实现了安全套接字层(SSL v2/v3)和传输层安全(TLS v1)协议以及全强大的通用加密库。
OPENSSL由3部分组成：
- The SSL library(SSL、TLS开发代码库)
- the Crypto library(密码学相关开发代码库)
- command line tool(命令行工具，提供CA、证书等功能)
关于安装
一般的linux会自带openssl，但是想要编程的话需要安装一个libssl-dev的软件包，原因是，虽然系统一般会自带openssl但是在bin文件夹下还有usr/include文件夹下一般都没有openssl的各种.h头文件，所以需要安装软件包来进行头文件的补全。
接下来会讲解命令行下的openssl的使用
1、消息摘要算法应用例子 （sha1 md5 base64等算法均可 在下方替换即可）
用SHA1算法计算文件file.txt的哈西值，输出到stdout：
openssl dgst -sha1 file.txt
用SHA1算法计算文件file.txt的哈西值，输出到文件digest.txt：
openssl sha1 -out digest.txt file.txt
用DSS1(SHA1)算法为文件file.txt签名，输出到文件dsasign.bin。签名的private key必须为DSA算法产生的，保存在文件dsakey.pem中。
openssl dgst -dss1 -sign dsakey.pem -out dsasign.bin file.txt
用dss1算法验证file.txt的数字签名dsasign.bin，验证的private key为DSA算法产生的文件dsakey.pem。
openssl dgst -dss1 -prverify dsakey.pem -signature dsasign.bin file.txt
用sha1算法为文件file.txt签名,输出到文件rsasign.bin，签名的private key为RSA算法产生的文件rsaprivate.pem。
openssl sha1 -sign rsaprivate.pem -out rsasign.bin file.txt
# 用sha1算法验证file.txt的数字签名rsasign.bin，验证的public key为RSA算法生成的rsapublic.pem。
openssl sha1 -verify rsapublic.pem -signature rsasign.bin file.txt
2、对称加密应用例子
对称加密应用例子，用DES3算法的CBC模式加密文件plaintext.doc，加密结果输出到文件ciphertext.bin。
openssl enc -des3 -salt -in plaintext.doc -out ciphertext.bin
用DES3算法的OFB模式解密文件ciphertext.bin，提供的口令为trousers，输出到文件plaintext.doc。注意：因为模式不同，该命令不能对以上的文件进行解密。
openssl enc -des-ede3-ofb -d -in ciphertext.bin -out plaintext.doc -pass pass:trousers
用Blowfish的CFB模式加密plaintext.doc，口令从环境变量PASSWORD中取，输出到文件ciphertext.bin。
openssl bf-cfb -salt -in plaintext.doc -out ciphertext.bin -pass env:PASSWORD
给文件ciphertext.bin用base64编码，输出到文件base64.txt。
openssl base64 -in ciphertext.bin -out base64.txt
用RC5算法的CBC模式加密文件plaintext.doc，输出到文件ciphertext.bin，salt、key和初始化向量(iv)在命令行指定。
openssl rc5 -in plaintext.doc -out ciphertext.bin -S C62CB1D49F158ADC -iv E9EDACA1BD7090C6 -K 89D4B1678D604FAA3DBFFD030A314B29
3、Diffie-Hellman应用例子
使用生成因子2和随机的1024-bit的素数产生D0ffie-Hellman参数，输出保存到文件dhparam.pem
openssl dhparam -out dhparam.pem -2 1024
从dhparam.pem中读取Diffie-Hell参数，以C代码的形式，输出到stdout。
openssl dhparam -in dhparam.pem -noout -C
4、DSA应用例子应用例子
生成1024位DSA参数集，并输出到文件dsaparam.pem。
openssl dsaparam -out dsaparam.pem 1024
使用参数文件dsaparam.pem生成DSA私钥匙，采用3DES加密后输出到文件dsaprivatekey.pem
openssl gendsa -out dsaprivatekey.pem -des3 dsaparam.pem
使用私钥匙dsaprivatekey.pem生成公钥匙，输出到dsapublickey.pem
openssl dsa -in dsaprivatekey.pem -pubout -out dsapublickey.pem
从dsaprivatekey.pem中读取私钥匙，解密并输入新口令进行加密，然后写回文件dsaprivatekey.pem
openssl dsa -in dsaprivatekey.pem -out dsaprivatekey.pem -des3 -passin
5、RSA应用例子
产生1024位RSA私匙，用3DES加密它，口令为trousers，输出到文件rsaprivatekey.pem
openssl genrsa -out rsaprivatekey.pem -passout pass:trousers -des3 1024
从文件rsaprivatekey.pem读取私匙，用口令trousers解密，生成的公钥匙输出到文件rsapublickey.pem
openssl rsa -in rsaprivatekey.pem -passin pass:trousers -pubout -out rsapubckey.pem
用公钥匙rsapublickey.pem加密文件plain.txt，输出到文件cipher.txt
openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey rsapublickey.pem -in plain.txt -out cipher.txt
使用私钥匙rsaprivatekey.pem解密密文cipher.txt，输出到文件plain.txt
openssl rsautl -decrypt -inkey rsaprivatekey.pem -in cipher.txt -out plain.txt
用私钥匙rsaprivatekey.pem给文件plain.txt签名，输出到文件signature.bin
openssl rsautl -sign -inkey rsaprivatekey.pem -in plain.txt -out signature.bin
用公钥匙rsapublickey.pem验证签名signature.bin，输出到文件plain.txt
openssl rsautl -verify -pubin -inkey rsapublickey.pem -in signature.bin -out plain
从X.509证书文件cert.pem中获取公钥匙，用3DES加密mail.txt，输出到文件mail.enc
openssl smime -encrypt -in mail.txt -des3 -out mail.enc cert.pem
从X.509证书文件cert.pem中获取接收人的公钥匙，用私钥匙key.pem解密S/MIME消息mail.enc，结果输出到文件mail.txt
openssl smime -decrypt -in mail.enc -recip cert.pem -inkey key.pem -out mail.txt
cert.pem为X.509证书文件，用私匙key,pem为mail.txt签名，证书被包含在S/MIME消息中，输出到文件mail.sgn
openssl smime -sign -in mail.txt -signer cert.pem -inkey key.pem -out mail.sgn
验证S/MIME消息mail.sgn，输出到文件mail.txt，签名者的证书应该作为S/MIME消息的一部分包含在mail.sgn中
openssl smime -verify -in mail.sgn -out mail.txt
接下来说明编程实例，这里举两个例子，分别是md5算法和rsa密码加密算法
md5：
引用库
openssl/md5.h
主要函数
int MD5Init(MD5CTX *c);
初始化md5上下文结构
int MD5Update(MD5CTX *c, const void *data, size_t len);
刷新MD5，将文件连续数据分片放入进行MD5刷新
int MD5Final(unsigned char *md, MD5CTX *c);int MD5Init(MD5CTX *c);
产生最终的md5数据
unsigned char *MD5(const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md);
直接产生字符串的MD5
实验代码:
include <stdio.h>
include <string.h>
include <stdlib.h>
include <openssl/md5.h>
int main(int argc, char** argv)
{
MD5_CTX hash_ctx;
char input_string[128];
unsigned char hash_ret[16];
int i;
if (argc != 2)
{
fprintf(stderr, "%s \n", argv[0]);
exit(-1);
}
snprintf(input_string, sizeof(input_string), "%s\n", argv[1]);
t
MD5_Init(&hash_ctx);
)
MD5_Update(&hash_ctx, input_string, strlen(input_string));
MD5_Final(hash_ret, &hash_ctx);
printf("Input string: %s", input_string);
printf("Output string: ");
for (i=0; i<32; ++i)
{
if (i % 2 == 0)
{
printf("%x", (hash_ret[i/2] >> 4) &0xf);
}
else
{
printf("%x", (hash_ret[i/2]) &0xf);
}
}
printf("\n");
return 0;
}
运行指令为
gcc -Wall md5.c -o md5 -lssl
结果测试
接下来说明rsa编程：
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。
首先来说明一下命令行下的相关指令：
在openssl中密钥一般采用.pem格式
1.openssl genrsa -des3 -out prikey.pem 1024 #生成rsa密钥
Enter pass phrase for prikey.pem: xxx
Verifying - Enter pass phrase for prikey.pem: xxx
2.openssl rsa -in prikey.pem -out prikey.pem #去除掉密钥文件保护密码
输入提取密码（和刚才输入的一致）：Enter pass phrase for prikey.pem: xxx
writing RSA key.
3.openssl rsa -in prikey.pem -pubout -out pubkey.pem #分离出公钥
writing RSA key.
4.openssl asn1parse -out temp.ans -i -inform PEM < prikey.pem #提取十六进制密钥
所需头文件：
include<openssl/rsa.h>
include<openssl/pem.h>
include<openssl/err.h>
编译所需指令：gcc -Wall -O2 -o rsa rsa.c -lcrypto -lssl
编程思想：
首先引用三个openssl中关于rsa以及.pem密钥的头文件，之后定义主函数，src字符串为hello openssl_rsa，加密解密的字符串暂时为空。之后引用两个函数my-encrypt与my_decrypt，之后进行输出，如果为空则释放字符串return 0即可。接下来将解两种之前定义过的方法，之前先用命令行创建公钥和私钥.pem文件，之后在开始对它们分别define为prikey和pubkey。之后在方法中引用原始字符串以及密钥（注意是长度为1024）。之后对其进行引用RSA_public_encrypt(rsa_len,(unsigned char *)str,(unsigned char *)en,rsa,RSA_NO_PADDING)函数为真即输出。
编程结果：
