openssl是一個條件實現(xiàn)了上百種算法、實現(xiàn)了單向加密工具等一組套件，代碼量很小但是功能強(qiáng)大。它有三部分組成：

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• libcrypto：通用功能的加密庫，軟件開發(fā)時可以直接調(diào)用

• libssl：實現(xiàn)TLS/SSL的功能

• openssl：多功能命令行工具，加密、解密、創(chuàng)建CA、證書、一對秘鑰等

openssl enc加密解密命令：

參數(shù)	說明
-des3	是指定加密算法
-a	是輸出文件按base64內(nèi)容輸出，否則就是二進(jìn)制的
-in	要加密的文件
-out	加密后的文件
-salt	加鹽
-d	表示解密

我們建立一個文件進(jìn)行加密，源文件為

openssl enc -des3 -a -salt -in /work/aaa.txt -out /work/aaa.enc

輸入兩次密碼

解密剛才的文件

openssl enc -d -des3 -a -salt -in /work/aaa.enc -out /work/aaa.out

openssl單向加密：

常見的有md5、sha1、sha256等，系統(tǒng)本身有這些工具如下圖：

我們現(xiàn)在用openssl dest命令來實現(xiàn)

openssl dgst -md5 FILE

openssl非對稱加密：

一般私鑰用來加密公鑰用來解密，但是如果要做電子簽名那么就需要用私鑰進(jìn)行加密，公鑰進(jìn)行解密。最常用的是RSA。再次說明公鑰不會用來進(jìn)行數(shù)據(jù)加密因為速度太慢，通常用來秘鑰交換和身份驗證。

數(shù)字簽名：

公鑰加密私鑰解密，我們知道數(shù)字簽名不會用公鑰加密數(shù)據(jù)本身，而是加密數(shù)據(jù)的特征碼。常用算法RSA、DSA（只能用來做簽名無法做加密）。簽名本身還是加密，所以這就是說明DSA只能用公鑰加密私鑰解密，不能反過來。而RSA則可以。

數(shù)字證書：

為了保證公鑰來源的可靠性。A有CA的公鑰，B向CA申請證書且證書（里面包括B的公鑰和B的信息）中包含CA的電子簽名（CA私鑰加密的），B把證書發(fā)給A，A用CA的公鑰可以解密電子簽名來驗證有效性。證書格式包括：x509等。該證書里的內(nèi)容包含申請者的公鑰、證書過期時間、申請者的合法身份信息（地址、國家、機(jī)構(gòu)名稱等）、證書使用方式、CA的信息、CA的數(shù)字簽名（CA私鑰加密的證書前4項信息的摘要信息）

我們知道在訪問電子商務(wù)網(wǎng)站或者銀行網(wǎng)站的時候都是輸入一個域名，你如何知道你訪問的這個網(wǎng)站就是那個真正的網(wǎng)站而不是別人偽造的呢？這就是用到了ssl，這個網(wǎng)站都是綁定了證書，你輸入的域名則包含在證書中的申請者合法身份信息中。由于客戶端信任國際主要CA機(jī)構(gòu)，所以為了讓客戶端也信任他要訪問的網(wǎng)站，那么網(wǎng)站所屬公司都要去CA申請證書，那私鑰和公鑰是誰生成的？顯然這一對而私鑰和公鑰是申請者自己生成的（你不可能讓CA給你生成，因為CA如果生成的話那就意味著CA擁有了你私鑰），然后把公鑰和其他必要信息發(fā)給CA，CA審核通過則頒發(fā)證書。所以你申請證書需要做的是：

1. 自行生成一對私鑰和公鑰

2. 把公鑰和域名等其他必要信息按照固定格式填寫并提交給CA

在以后的通訊中客戶端訪問網(wǎng)站的時候會獲取該網(wǎng)站的證書，然后去驗證合法性、之后還會查看有效期、最后還會去找CA查看該證書是否被吊銷了，都檢查過了以后才能安全的訪問。

我們知道openssl可以生成公鑰和私鑰也可以建立CA，我們就從這兩個方面來進(jìn)行演示。兩臺機(jī)器

Linux01為服務(wù)器端--CA服務(wù)器

Linux02為客戶端--申請證書

演示：建立CA

如果你是在企業(yè)內(nèi)部小范圍應(yīng)用，可以使用這個工具來建立自己的CA然后給自己的服務(wù)器發(fā)放證書并管理吊銷列表等操作。

構(gòu)建私有CA的配置文件在/etc/pki/tls/openssl.cnf，一般無需修改，但里面的一些配置要了解。

參數(shù)	說明
dir	如果想把openssl做成CA，那么這個CA的工作目錄是哪里
certs	CA簽發(fā)的證書放在這里，默認(rèn)是相對于CA的工作目錄下面的
crl_dir	CA吊銷的證書列表放在那里
database	索引文件數(shù)據(jù)庫，自動生成這個文件，你通過這個文件可以快速查看有哪些證書
new_certs_dir	剛剛簽署的證書放在哪里
certificate	CA自己的證書在哪里，這里是公鑰
serial	當(dāng)前序列號，CA簽發(fā)證書的編號
crlnumber	吊銷證書的序列號
crl	當(dāng)前正在使用的CRL，證書吊銷列表文件
private_key	CA自己的私鑰
RANDFILE	隨機(jī)數(shù)據(jù)文件

進(jìn)入工作目錄/etc/pki/CA，生成私鑰對

通過這個命令生成私鑰，公鑰是通過從私鑰中提取而來的。私鑰的名字要和配置文件中的一樣

openssl genrsa -out ./private/cakey.pem 2048
#修改權(quán)限，不是必須的，只是為了安全。
chmod 600 ./private/cakey.pem

生成證書，openssl req是一個證書申請工具，同時也可以自簽名自己的證書

參數(shù)	說明
-in FILENAME	輸入文件，但是通常我們用-key
-key FILENAME	指定私鑰文件，它會自己從私鑰文件中抽取出公鑰
-days N	有效期限
-x509	自簽名時使用的證書格式，只有自簽名證書時采用
-out FILENAMEA	證書放哪里，只有自簽名證書時采用
-new	用于一個新申請

openssl req -new -x509 -key ./private/cakey.pem -out cacert.pem -days 3655

cacert.pem這個也是上面那個配置文件中定義的。執(zhí)行命令會開始一個向?qū)?，輸入必要信息。這個信息也可以在上面那個文件中后半部分進(jìn)行定義，這樣就不用每次都輸入了。

生成缺少的3個基本文件serial、index.txt、crlnumber，創(chuàng)建三個文件

touche ./index.txt serial crlnumber
#有可能需要的是index.txt.attr這個文件，曾經(jīng)遇到過，所以你也建立一個。

初始化serial文件，你寫00也行，因為頒發(fā)證書總要有一個序號標(biāo)記。

echo 01 > serial

到此CA構(gòu)建完畢

演示：生成公鑰和私鑰對兒

我們這里演示給Nginx上的站點申請證書為例，這個證書要放在Nginx的目錄中，我這里就建立一個certs的目錄，然后申請證書。這個名字我叫做nginx.pri，其實名稱無所謂，長度我使用1024.

openssl genrsa -out ./nginx.pri 1024

生成證書請求

openssl req -new -key ./nginx.pri -out new_cacert.req

我們把生成的請求文件拷貝到CA服務(wù)器上，我這里放/tmp下了，其實放哪里都一樣，最后你也要使用命令簽署這個請求。

scp new_cacert.req 172.16.100.29:/tmp/

簽發(fā)證書（在CA服務(wù)器上執(zhí)行），然后就可以把證書拷貝會客戶端服務(wù)器上

openssl ca -in /tmp/new_cacert.req -out /tmp/nginx.crt -days 3655

SSL/TLS：

https其實就是引入了ssl或者tls。它是如何工作的呢？TCP/IP協(xié)議有四層，這四層中沒有一層是加密的，那如何實現(xiàn)http的安全通信呢？就是在應(yīng)用層和傳輸層中間增加了半層，它不是一整層，因為不是所有應(yīng)用都需要加密，你如果增加一整層的話那所有的都加密了。

SSL是網(wǎng)景公司研發(fā)的，在它的瀏覽器和WEB服務(wù)器之間實現(xiàn)安全通信，它叫做安全套接子層，套接字本身就是應(yīng)用層程序在內(nèi)核注冊的，所以在應(yīng)用層和傳輸層中間增加了半層里面包括SSL庫，如果程序調(diào)用這個庫，就能夠?qū)崿F(xiàn)安全通信了。

TLS是標(biāo)準(zhǔn)化組織仿照SSL開發(fā)的，叫做傳輸層安全，它的機(jī)制和SSL很像，只是有些東西有變化。TLSv1和SSLv3很接近，實際應(yīng)用也是常用這個2個版本。

所以應(yīng)用層協(xié)議調(diào)用SSL或者TLS的就是安全通信，比如http調(diào)用后變成了https等。下面說一下最常用的https是如何實現(xiàn)的：

場景前提是你第一次訪問淘寶網(wǎng)站，你要確保你訪問的是真淘寶而不是仿造的，而且要保證通信是加密的安全的。

1. 客戶端打開瀏覽器輸入淘寶網(wǎng)站

2. DNS域名解析，當(dāng)?shù)玫絀P地址后與該IP進(jìn)行通信

3. 和給定IP進(jìn)行通信，此時將進(jìn)行TCP三次握手建立會話。下面開始SSL握手

4. TCP連接建立之后，瀏覽器發(fā)起HTTPS請求，將自己支持的加密規(guī)則發(fā)送給網(wǎng)站，網(wǎng)站從中選擇一組加密方式和HASH算法，然后把網(wǎng)站證書（證書包含公鑰、數(shù)字簽名和其他信息）發(fā)送給瀏覽器

5. 瀏覽器查詢證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)是否自己信任的CA機(jī)構(gòu)，如果在就用CA的公鑰解密證書獲取證書的數(shù)字簽名，如果成功解密說明證書來源可靠，然后查看證書有效期，之后去互聯(lián)網(wǎng)上的CA查詢該證書是否被吊銷，如果上述任何一項沒有通過就會得到一個提示，如果通過在地址欄就會出現(xiàn)一個綠色的鎖的標(biāo)志。（身份驗證）

6. 如果受信任或者用戶主動選擇信任，那么瀏覽器會生成隨機(jī)密碼，并用網(wǎng)站證書中的公鑰進(jìn)行加密（秘鑰傳遞，瀏覽器生成的密碼是對稱加密用于加密通信數(shù)據(jù)）

7. 瀏覽器使用之前約定好的HASH信息計算握手信息得到信息摘要，然后用生成的隨機(jī)密碼對握手信息進(jìn)行加密，然后把摘要+加密后的握手信息+網(wǎng)站公鑰加密后的密碼發(fā)送給網(wǎng)站（信息加密、數(shù)據(jù)一致性）

8. 網(wǎng)站收到加密后的信息，用自己的私鑰解密，得到密碼。然后用密碼解密握手信息，然后把瀏覽器發(fā)來的HASH值和自己根據(jù)握手信息計算出來的HASH值對比看是否一樣，如果一樣證明沒有被篡改。

9. 網(wǎng)站使用同樣的方式來加密握手信息發(fā)送給瀏覽器

10. SSL握手結(jié)束，開始SSL數(shù)據(jù)傳輸，之后所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是通過瀏覽器之前生成的那個密碼來進(jìn)行加密的。

注意：服務(wù)器是一般是不會驗證客戶端證書的，因為除非特殊情況，否是客戶端都要安裝客戶端證書讓服務(wù)器去驗證。l另外為了避免遭到暴力破解，SSL會話有持續(xù)時間，超過這個時間沒有請求，則自動斷開，如果再想連接，則重復(fù)上述過程。

Telnet和SSH：

早期實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄使用Telnet，服務(wù)器支持客戶端在本地建立遠(yuǎn)程連接會話，把本來應(yīng)該在服務(wù)器上顯示的虛擬終端延伸至客戶端來顯示，早期都是物理終端，一個物理終端對應(yīng)一個顯卡接口和與之對應(yīng)的鍵盤，多個用戶連接就需要多個用這樣的物理終端，后來就有虛擬終端，也就是只有一個顯示器和顯卡，但是可以顯示多個登錄界面，但是服務(wù)器多了不可能登錄的時候都跑到服務(wù)器前去打開這個終端，所有就有了遠(yuǎn)程登錄，在服務(wù)器上運行一個軟件，監(jiān)聽在某一個端口，用來等待客戶端登錄連接，你要讓一個用戶可以看到登錄界面輸入用戶名和密碼就必須的關(guān)聯(lián)到用戶使用的終端上，我們知道登錄界面是login的程序，它必須關(guān)聯(lián)到用戶的界面上才能完成，用戶界面通常是一個設(shè)備，而這個設(shè)備就是一個終端設(shè)備，如果是物理終端很好解決，但是遠(yuǎn)程主機(jī)怎么辦？把遠(yuǎn)程主機(jī)的鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器關(guān)聯(lián)到服務(wù)器上，由服務(wù)器解析為本地登錄設(shè)備。所有就有Telnet，但是它的傳輸是明文，很不安全。所有就有了ssh，這個叫做Secure Shell的縮寫，它監(jiān)聽在22號端口。

在使用SSH的場景中，通常需要使用證書，但是也不是必須的，如果沒有證書如何保證你登錄的服務(wù)器就是你要登錄的服務(wù)器呢，你SSH登錄的時候，第一次會得到一個提示，里面包含服務(wù)器的指紋信息，然后詢問你是否信任這個計算機(jī)，如果你輸入了YES，那么這個服務(wù)器的指紋信息就會記錄到你本機(jī)的一個列表中（know_hosts文件）下次就不沒有提示了。這就相當(dāng)于是你手動的信任了這個主機(jī)，所有沒有證書也可以。如果有證書就不需要手動信任了。但是過了這個階段后面你就要輸入用戶名和密碼進(jìn)行驗證，這個信息如何加密呢？其實在你看到輸入登錄信息之前，ssh客戶端和服務(wù)器就進(jìn)行了加密方法的協(xié)商，客戶端生成一個一次性對稱加密秘鑰，然后用服務(wù)器的公鑰進(jìn)行加密發(fā)送給服務(wù)器，完成秘鑰交換，然后客戶端用加密秘鑰加密用戶名和密碼信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器用私鑰解密得到信息后進(jìn)行驗證。之后彼此通信就用這個密碼。但是ssh和https不同，https通信時候一段時間沒有請求就會斷，但是ssh則不會它會一直在線，但是這就有個問題，因為不自動斷開所以如果別人捕獲了你的通信進(jìn)行暴力破解，一旦成功，那么它就可以使用這個密碼。那怎么解決這個問題呢？很簡單，隨時換密碼，也就是隔一段時間協(xié)商更換一次密碼，但是連接不斷開。在Linux上基于ssh這種協(xié)議實現(xiàn)的軟件是openssh。

ssh認(rèn)證機(jī)制：基于口令和基于秘鑰，通常使用基于秘鑰的。它需要的也很簡單

• 客戶端在本地生成一對兒秘鑰，其實就一個私鑰，公鑰是從私鑰中提取的，只不過ssh會自動幫你提取的。

• 客戶端將公鑰復(fù)制到服務(wù)器上的，要登錄的用戶的家目錄下面的.ssh目錄中authorized_keys或者authorized_keys2文件中

#生成秘鑰對，保存在用戶家目錄中的.ssh目錄中,會生成2個文件，id_rsa是私鑰id_rsa.pub是公鑰
ssh-key -t rsa

說明：上面的密碼要設(shè)置為空呢？這個密碼是給私鑰設(shè)置的，為了保護(hù)私鑰文件，所以要設(shè)置密碼，但是如果你這里設(shè)置密碼的話每次使用這個私鑰都得輸入密碼，比如當(dāng)你ssh連接目標(biāo)主機(jī)的時候，會用到你這個私鑰，這時候你還得輸入密碼。所以要么不加密，要么讓進(jìn)程記住這個密碼，比如ssh-add或者ssh-agent它會記錄這些密碼然后一個一個常識。

復(fù)制秘鑰到遠(yuǎn)程主機(jī)

ssh-copy-id -i 公鑰文件 用戶@主機(jī)IP

注意：這里的user是你想以哪個用戶登錄，實際上這個命令就是把公鑰文件內(nèi)容寫入到目標(biāo)主機(jī)的root用戶家目錄下的.ssh目錄中的authorized_keys文件中。

openssh的服務(wù)器端程序是sshd，這里說一下它的配置文件和腳本：

配置文件：/etc/ssh/sshd_config

服務(wù)腳本：/etc/rc.d/init.d/sshd

腳本配置文件：/etc/sysconfig/sshd

參數(shù)	說明
Port	默認(rèn)是22
ListenAddress	監(jiān)聽地址，默認(rèn)是所有
Protocal	協(xié)議版本，默認(rèn)是2
HostKey	是主機(jī)秘鑰，本機(jī)know_host里面存放的就是登錄過這臺主機(jī)的公鑰，比如A登錄B，那么A的know_host里面就會存放B的公鑰，公鑰存放位置是/etc/ssh/ssh_host_rsa_key，默認(rèn)都會使用這個。
KeyRegenerationInterval	我們知道主機(jī)雙方通信會生成一個臨時秘鑰用于進(jìn)行對稱加密，這個密碼的有效期限就是這參數(shù)定義的，默認(rèn)是1小時
ServerKeyBits	主機(jī)秘鑰的長度
LoginGraceTime	登錄寬限期，密碼提示符等待多久，如果期間沒有輸入密碼，則斷開連接。默認(rèn)2分鐘
PermitRootLogin	是否允許管理員登錄，默認(rèn)是允許
StrictModes	嚴(yán)格模式，除了驗證用戶名和密碼之外，還要看你所要登錄的服務(wù)器上是否有你使用的用戶的家目錄以及里面的權(quán)限。
MaxAuthTries	認(rèn)證最多嘗試次數(shù)，默認(rèn)6次
MaxSessions	最多會話建立個數(shù)，默認(rèn)10個
RSAAuthentication	是否使用RSA認(rèn)證，默認(rèn)是YES
PubkeyAuthentication	是否使用公鑰認(rèn)證，默認(rèn)是YES
AuthorizedKeysFile	驗證所使用的文件，默認(rèn)是.ssh/authorized_keys,這個文件也就是存放對方公鑰的文件。
RhostsRSAAuthentication no	是否允許基于遠(yuǎn)程主機(jī)的認(rèn)證，也就是A和B主機(jī)互信，那么B的用戶都可以登錄A主機(jī)，默認(rèn)是NO
PasswordAuthentication	是否允許輸入密碼來進(jìn)行認(rèn)證，默認(rèn)是YES
ChallengeResponseAuthentication	是否啟用挑戰(zhàn)式握手身份認(rèn)證，默認(rèn)是NO
GSSAPIAuthentication	是否允許GSSAPI認(rèn)證，默認(rèn)是YES
GSSAPICleanupCredentials	是否清除認(rèn)證過程，默認(rèn)是YES
UsePAM	是否使用PAM認(rèn)證，默認(rèn)是YES
AllowUsers	用戶白名單，就是僅允許哪些用戶登錄
DenyUsers	用戶黑名單
ClientAliveInterval	客戶端活動時間間隔，也就是超時時長，單位為秒。
ClientAliveCountMax	客戶端活動消息數(shù)量，客戶端收到服務(wù)器響應(yīng)之前可以發(fā)送多個個命令給服務(wù)器。

使用SSH的最佳實踐：

1. 僅使用SSH2版本

2. 限制用戶登錄，使用黑白名單

3. 配置空閑會話超時時長，也就是多久不輸入命令自動斷開。ClientAliveInterval、ClientAliveCountMax

4. 使用iptables設(shè)置ssh服務(wù)安全訪問策略，也就是只允許哪些IP段可以訪問

5. 更改ssh默認(rèn)端口號

6. 使用強(qiáng)密碼，足夠長和復(fù)雜

7. 使用基于公鑰認(rèn)證

8. 禁止空密碼登錄，默認(rèn)是則是禁止的

9. 使用暴力破解工具自己先破解一下看看

10. 限制ssh方法頻度

11. 經(jīng)?？匆幌氯罩荆纯从袥]有人進(jìn)行嘗試破解

生成強(qiáng)密碼：

#!/bin/bash
genpasswd(){
  local len=$1
  [ $len == "" ] && len=20
  #從/dev/urandom讀取隨機(jī)數(shù)，然后送到tr中，通過-dc參數(shù)把字符刪除，然后再送到
  #head -c，把里面特殊字符刪除，取前20位，在用xargs處理
  tr -dc A-Za-z0-9_ < /dev/urandom | head -c $len | xargs
}
genpasswd

顯示用戶登錄信息

#顯示當(dāng)前系統(tǒng)上每個用戶賬號最近一次成功登錄信息、從哪個主機(jī)登錄以及使用了哪個終端
lastlog
lastlog -u 顯示指定用戶
#顯示當(dāng)前登錄用戶
whoami
#顯示當(dāng)前系統(tǒng)上最近失敗登錄信息，其實就是搜索/var/log/btmp文件
lastb
#顯示當(dāng)前系統(tǒng)上最近成功登錄信息，其實就是搜索/var/log/wtmp文件
last

編譯安裝openssl以后系統(tǒng)提示找不到共享庫文件

當(dāng)前標(biāo)題：Openssl及加密解密（二）openssl
文章路徑：http://jinyejixie.com/article20/ijcpjo.html

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