2017-2018-1 20155215 实验五 通讯协议设计

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作业内容：

  • 两人一组
  • 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。
  • 学有余力者，对系统进行安全性分析和改进。

Linux下OpenSSL的安装与使用

OpenSSL简介

OpenSSL是一个SSL协议的开源实现，采用C语言作为开发语言，具备了跨平台的能力，支持Unix/Linux、Windows、Mac OS等多种平台。
OpenSSL最早的版本在1995年发布，1998年后开始由OpenSSL项目组维护和开发。当前最新的版本是1.1.0 alpha版本，完全实现了对SSLv1、SSLv2、SSLv3和TLS的支持。。目前，OpenSSL已经得到了广泛的应用，许多类型的软件中的安全部分都使用了OpenSSL的库，如VOIP的OpenH323协议、Apache服务器、Linux安全模块等等。

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

OpenSSL源码的目录结构也是围绕这三个功能部分进行规划的。
密码算法库是一个强大完整的密码算法库，它是OpenSSL的基础部分，也是很值得一般密码安全技术人员研究的部分，它实现了目前大部分主流的密码算法和标准。主要包括对称算法、非对称算法、散列算法、数字签名和认证、X509数字证书标准、PKCS12、PKCS7等标准。其他两个功能部分SSL协议和应用程序都是基于这个库开发的。

在密码算法库的基础上实现的，SSL协议部分完全实现和封装了SSL协议的三个版本和TLS协议。使用协议库，你完全可以建立一个SSL服务器和SSL客户端。

应用程序是基于密码算法库和SSL协议库实现的命令，熟悉OpenSSL可以从使用这些应用程序开始。应用程序覆盖了密码技术的应用，主要包括了各种算法的加密程序和各种类型密钥的产生程序(如RSA、Md5、Enc等等)、证书签发和验证程序（如Ca、X509、Crl等）、SSL连接测试程序（如S_client和S_server等）以及其它的标准应用程序（如Pkcs12和Smime等）。

实验步骤：

  • 下载安装包：

  • 安装指令

 ./config
 make
 make test
 sudo make install

  • 编写测试代码：

#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>

int main(){
    OpenSSL_add_all_algorithms();
    return 0;
}

实验结果：

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  • 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
  • 提交测试截图

运行程序命令：

  • 编译
gcc -o server server.c -I /usr/local/ssl/include -L/usr/local/ssl/lib -lssl -lcrypto -ldl -lpthread

gcc -o telent telent.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
  • 程序运行方式:
./server 7838 1 CAcert.pem privkey.pem
./telent 127.0.0.1 7838

实验结果

实验中遇到的问题

问题1：

  • **首先遇到的问题，就是在OpenSSL的安装时，我发现我输入了make install 的指令之后，显示了安装错误。然后我搜索了一下， 还发现我的虚拟机上本来就有OpenSSL。但我后面试了一下，改成了sudo make install 指令就正常了 。 **

问题2：

  • 实验一中要求我们研究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。我发现我在OPENSSL的指令上不太会使用。

  • 让我们了解一下OpenSSL

  • 我找到了一些关于OpenSSL的指令内容：

  • 对称算法

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
  • AES
openssl enc -aes-128-cbc -in plain.txt -out out.txt -pass pass:123456 //密码123456
  • RSA
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
  • MD5
openssl passwd -1 -in test.txt -salt 12345678    

生成密码需要使用的标准命令为 passwd ，用法如下：

openssl passwd [-crypt] [-1] [-apr1] [-salt string] [-in file] [-stdin] [-noverify] [-quiet] [-table] {password}
常用选项有：

-1：使用md5加密算法

-salt string：加入随机数，最多8位随机数

-in file：对输入的文件内容进行加密

-stdion：对标准输入的内容进行加密

实验的感想

  • 这次的实验让我对于Openssl有了更深入的认识，学会了更多的东西，另外，也觉得通过OpenSSL来测试对称算法中的AES，非对称算法中的RSA，Hash算法中的MD5等，这种学科之间交融的感觉很奇妙，也让我认识到学习之间都是互相有联系的，每一门课程的学习，都为未来的内容打下基础。
posted @ 2017-12-17 15:41  xuanyan  阅读(287)  评论(1)  编辑  收藏  举报