OpenSSL
openssl命令:
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查看軟件版本:openssl version
標準命令： enc, ca, req, genrsa, ...
對稱加密：
工具：openssl enc, gpg
支持的算法：3des, aes, blowfish, towfish
enc對稱加密命令：
加密：~]# openssl enc -e -des3 -a -salt -in fstab -out fstab.ciphertext
解密：~]# openssl enc -d -des3 -a -salt -out fstab -in fstab.ciphertext
-a表示64位文本文件，默認二進制文件，
單向加密：
工具：openssl dgst, md5sum, sha1sum, sha224sum, ...
dgst命令：
~]# openssl dgst -md5 /PATH/TO/SOMEFILE
[root@yph7s ~]# md5sum fstab
12f17f09df2c25649fd28a59e49955da fstab
生成用戶密碼：
工具：passwd, openssl passwd
[root@yph7s ~]# whatis passwd
sslpasswd (1ssl) - compute password hashes
[root@yph7s ~]# man sslpasswd
openssl passwd -1 -salt SALT ---“-1”指md5
[root@yph7s ~]# openssl passwd -1 -salt 123456
Password:
$1$123456$QMBx42LRqK1ZWPfItmpYG0
生成隨機數：
工具：openssl rand
[root@yph7s ~]# whatis rand
[root@yph7s ~]# man sslrand
~]# openssl rand -hex NUM ---16進制數字
[root@yph7s ~]# openssl rand -hex 10 -----10表示生出10位，
7347b0074352d7643192
~]# openssl rand -base64 NUM ---64爲文本格式
[root@yph7s ~]# openssl rand -base64 10
xSIyOAD+K84dvQ== 最後的==屬於標準輸出，使用隨機數時要去掉
公鑰加密：
生成私鑰：
[root@yph7s ~]# openssl genrsa 1024 >> private 1024位長度，必須是2^n位數
生成私鑰： ~]# (umask 077; openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATE_KEY_FILE NUM_BITS)
使用括號括起來的命令表示在子shell中執行，先設置umask，然後執行，完後退出子shell，對當前shell無影響
[root@yph7s ~]# (umask 077; openssl genrsa -out private2 2048)
umask 077是爲了給私鑰文件設置權限
提取公鑰： ~]# openssl rsa -in /PATH/FROM/PRIVATE_KEY_FILE -pubout
[root@yph7s ~]# openssl rsa -in ./private -pubout -out ./public.key
Linux系統上的隨機數生成器：
/dev/random：僅從熵池返回隨機數；隨機數用盡，阻塞；
/dev/urandom：從熵池返回隨機數；隨機數用盡，會利用軟件生成僞隨機數，非阻塞；
僞隨機數不安全；
熵池中隨機數的來源：
硬盤IO中斷時間間隔；
鍵盤IO中斷時間間隔；敲鍵盤，複製數據
CA：
openssl配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf
構建私有CA---以httpd爲例:
CA服務機:cakey.pem私鑰、cacert.pem自簽證書、httpd.crt最終證書
客戶機:httpd.key 客戶機私鑰、httpd.csr簽署請求、httpd.crt最終證書
在確定配置爲CA的服務上生成一個自簽證書，併爲CA提供所需要的目錄及文件即可；
CA主機：
(1) 生成私鑰；
[root@yph7s ~]# (umask 077; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 4096)
名字必須爲cakey.pem
(2) 生成自簽證書；
[root@yph7s ~]# openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -out /etc/pki/CA/cacert.pem -days 3655 ---只有作爲CA主機時纔會在此目錄下創建
-new：生成新證書籤署請求；
-x509：專用於創建私有CA時，生成自籤格式證書；
-key：生成請求時用到的私有文件路徑；
-out：生成的請求文件路徑；如果自籤操作將直接生成簽署過的證書；
-days：證書的有效時長，單位是day；
Country Name (2 letter code) [XX]:CN -----國家的名字
State or Province Name (full name) []:BeiJing ------省份名字
Locality Name (eg, city) [Default City]:BeiJing -----城市名字
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:Alibaba ----公司名字
Organizational Unit Name (eg, section) []:ops --------部門名字
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:a.com ----主機名
Email Address []:[email protected] -----管理員郵件地址
(3) 爲CA提供所需的目錄及文件；CA服務器
[root@yph7s ~]# mkdir -pv /etc/pki/CA/{certs,crl,newcerts}
[root@yph7s ~]# touch /etc/pki/CA/{serial,index.txt}
[root@yph7s ~]# echo 01 > /etc/pki/CA/serial -----序列號
等把CA客戶的請求拷過來後
[root@yph7s ~]# openssl ca -in /tmp/httpd.csr -out /etc/pki/CA/certs/httpd.crt -days 365--爲申請授權簽證
[root@yph7s ~]# cat /etc/pki/CA/index.txt
V170116191737Z01unknown/C=CN/ST=BeiJing/O=Alibaba/OU=p\x08ops/CN=www.magedu.com/emailAddress=webadmin @magedu.com
[root@yph7s ~]# scp /etc/pki/CA/certs/httpd.crt [email protected]:/etc/httpd/ssl/ ---將證書發給請求者
然後把httpd.csr刪掉，避免泄露
服務機都可以看證書信息
[root@yph7s ~]# openssl x509 -in /etc/pki/CA/certs/httpd.crt -noout -serial -subject
serial=01
subject= /C=cn/ST=beijing/O=alibaba/OU=sho/CN=www.magedu.com/[email protected]
CA客戶機：
(1) 用到證書的主機生成私鑰；
[root@localhost ~]# mkdir /etc/httpd/ssl
[root@localhost ~]# cd /etc/httpd/ssl
生成私鑰：
[root@localhost ssl]# (umask 077; openssl genrsa -out /etc/httpd/ssl/httpd.key 2048)
(2) 生成證書籤署請求
[root@localhost ssl]# openssl req -new -key /etc/httpd/ssl/httpd.key -out /etc/httpd/ssl/httpd.csr -days 365
Locality Name (eg, city) [Default City]:BeiJing -----一定要與主機CA在同一域，同一單位，應該是公司保持一致
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:Alibaba ----公司名字，
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:www.magedu.com ----一定與客戶端訪問的名字一致
(3) 將請求通過可靠方式發送給CA主機；
[root@localhost ssl]# scp /etc/httpd/ssl/httpd.csr [email protected]:/tmp/
一般是不能通過網絡發送的，應該是CA派人拷貝走
客戶機查看證書中的信息：
[root@localhost ssl]# openssl x509 -in /etc/httpd/ssl/httpd.crt -noout -serial -subject
serial=01
subject= /C=cn/ST=beijing/O=alibaba/OU=sho/CN=www.magedu.com/[email protected]
CA吊銷證書：一般會自動吊銷，不用我們手動吊銷，只需瞭解就行。openca是常用吊銷命令，不是這個，
步驟：
(1) 客戶端獲取要吊銷的證書的serial（在使用證書的主機執行）：
~]# openssl x509 -in /etc/pki/CA/certs/httpd.crt -noout -serial -subject
(2) CA主機吊銷證書
先根據客戶提交的serial和subject信息，對比其與本機數據庫index.txt中存儲的是否一致；
吊銷：
# openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/##.pem ---證書序列號
(3) 生成吊銷證書的吊銷編號（第一次吊銷證書時執行） ---服務器第一次吊銷時，再吊銷第二個人就不了
# echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber
(4) 更新證書吊銷列表
# openssl ca -gencrl -out thisca.crl
查看crl文件：
# openssl crl -in /PATH/FROM/CRL_FILE.crl -noout -text
加密類型:
對稱加密：加密和解密使用同一個密鑰；
公鑰加密：密鑰分爲公鑰與私鑰
公鑰：從私鑰中提取產生；可公開給所有人；pubkey
私鑰：通過工具創建，使用者自己留存，必須保證其私密性；secret key；
特點：用公鑰加密的數據，只能使用與之配對兒的私鑰解密；反之亦然；
用途：
數字簽名：發送方用私鑰加密數據數據特徵碼的結果。主要在於讓接收方確認發送方的身份；確認來源合法性
密鑰交換：發送方用對方公鑰加密一個對稱密鑰，併發送給對方；
數據加密：安全性很低，一般不用
單向加密：即提出數據指紋；只能加密，不能解密；
特性：定長輸出、雪崩效應；
功能：完整性驗證；
算法：
md5：Message Digest 5, 128bits
sha1：Secure Hash Algorithm 1, 160bits 安全的哈希算法
sha224, sha256, sha384, sha512
密鑰交換： IKE（Internet Key Exchange）互聯網祕鑰交換
公鑰加密
密碼本身不用在互聯網傳輸，所有比較安全
DH（Deffie-Hellman）地獄男爵
A：p, g --用生成器生成非常大的質數，這兩個是公開的
B：p, g
A:生成 x ---只有自己知道
然後計算S1= p^x%g
把S1給B
B:生成 y----y只有B知道
計算-S2=p^y%g
把S2給A
A再計算:S3 =S2^x
B再計算: S4=S1^y
(p^y%g)^x=(p^x%g)^y 即S3=S4，S3和S4就是二人的祕鑰
外人只最多竊取p，g，S1和S2，但計算不出x和y，因爲數太大非常困難，在數學界都是難題
加密具體流程：
Alice：
(1)Alice用單向加密MD5等計算出數據特徵碼
(2)然後用自己的祕鑰加密特徵碼，生成數字簽名
(3)把數字簽名附加到數據後面----------確保完整性和來源合法性。
(4)Alice用一次性祕鑰結合對稱加密算法加密數據和數字簽名，生成一個對稱加密的解密密鑰
(5)再拿jack的的公鑰加密這個對稱加密的解密密鑰
jack：
(6)jack拿自己的私鑰解密，從而拿到對稱加密的解密密鑰
(7)jack拿對稱加密的解密密鑰，進行解密操作後，就得到了數據和數字簽名
(8)拿Alice公鑰配對，驗證來源合法性
(9)用相同的單向加密計算數據的特徵碼，與配對數字簽名後得到的特徵碼是否一致，從而驗證數據完整性。
但是Alice和jack如何拿到對方的公鑰，網上直接傳輸很危險，如果公鑰被劫持，悄悄替換成間諜的公鑰了呢
CA是個大家都認可的平臺，大家都信任CA，通過CA傳輸公鑰
如何知道你拿到的CA證書不是假的呢，CA一般都是當面交易的，不會被劫持。正版windows系統內置的有CA證書，盜版就不一定了。
用CA的公鑰解密CA證書，再用定向加密計算並比較證書特徵碼。看證書的有限期，看主題名稱是否一致，看證書是否被吊銷
CA證書是自己給自己發的，
PKI：Public Key Infrastructure公鑰基礎設施：
簽證機構：CA ---商水縣公安局，但使用範圍是全國
註冊機構：RA ---袁老鄉派出所
證書吊銷列表：CRL ----公鑰丟失，申請吊銷
證書存取庫：
X.509v3：定義了證書的結構以及認證協議標準
版本號 -----身份證二代
序列號 ----隱藏
簽名算法ID
發行者名稱
有效期限
主體名稱 --姓名
主體公鑰
發行者的惟一標識 ----商水縣公安局的id
主體的惟一標識 ----身份證號
擴展
發行者的簽名
SSL會話主要三步：
1、客戶端向服務器端索要並驗正證書(公鑰)；(支付寶，網銀等服務器也會向客戶端索要證書)
2、雙方協商生成“會話密鑰”；---對稱加密和解密用同一個祕鑰
3、雙方採用“會話密鑰”進行加密通信；
SSL 握手四步走
第一階段：客戶端ClientHello：發出加密通信請求
客戶端發送自己支持的協議版本，比如tls 1.2；
客戶端生成一個隨機數，稍後用戶生成“一次性會話密鑰”
客戶端發送自己支持的加密算法，比如AES、3DES、RSA；
客戶端發送自己支持的壓縮算法；
第二階段：服務器端ServerHello，服務器的迴應
服務器確認雙方都支持的加密通信協議版本，比如tls 1.2；如果協議版本不同就拒接服務
服務器端生成一個隨機數，稍後用於生成“一次性會話密鑰”
服務器確認雙方都支持的加密方法；
服務器發送自己的證書；
(服務器所有客戶端證書,一般網站不會驗證)
第三階段：客戶端
驗正服務器證書，在確認無誤後取出其公鑰；（發證機構、證書完整性、證書持有者(必須與域名一致)、證書有效期、吊銷列表）
發送以下信息給服務器端：
一個隨機數(第二個)；用於服務器公鑰解密
編碼變更通知，表示隨後的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發送；
客戶端握手結束通知；
第四階段：服務器端
收到客戶端第二次發來的隨機數pre-master-key後，計算生成本次會話所有到的“會話密鑰”；
向客戶端發送如下信息：
編碼變更通知，表示隨後的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發送；
服務端握手結束通知；