Linux安全和加解密（二）

一、安全协议

SSL: Secure Socket Layer 安全套阶层协议

TLS: Transport Layer Security 安全 传输 层 协议，SSL改名TLS，一个东西，可通称

1995：SSL 2.0 Netscape   1.0不普及
1996: SSL 3.0
1999: TLS 1.0
2006: TLS 1.1 IETF(Internet工程任务组) RFC 4346
2008：TLS 1.2 当前使用   最普遍
2015: TLS 1.3

• 功能：机密性，认证，完整性，重放保护 （防重放，第一次有效第二次失效） 
• 两阶段协议，分为握手阶段和应用阶段

握手阶段(协商阶段):客户端和服务器端认证对方身份（依赖于PKI体系，利用数字证书进行身份认证），并协商通信中使用的安全参数、密码套件以及主密钥。后续通信使用的所有密钥都是通过MasterSecret生成。

应用阶段:在握手阶段完成后进入，在应用阶段通信双方使用握手阶段协商好的密钥进行安全通信

SSL/TLS

Handshake协议：包括协商安全参数和密码套件、服务器身份认证（客户端身份认证可选）、密钥交换

ChangeCipherSpec 协议：一条消息表明握手协议已经完成

Alert 协议：对握手协议中一些异常的错误提醒，分为fatal和warning两个级别，fatal类型错误会直接中断SSL链接，而warning级别的错误SSL链接仍可继续，只是会给出错误警告

Record 协议：包括对消息的分段、压缩、消息认证和完整性保护、加密等

HTTPS 协议：就是“ HTTP 协议 ”和“ SSL/TLS 协议 ”的组合。HTTP over SSL”或“HTTP over TLS”，对http协议的文本数据进行加密处理后，成为二进制形式传输       用的最多

二、SSL协议的开源实现：OpenSSL

三个组件：

openssl: 多用途的命令行工具，包openssl
libcrypto: 加密算法库，包openssl-libs
libssl：加密模块应用库，实现了ssl及tls，包nss

openssl命令：

两种运行模式： 交互模式 和  批处理模式

openssl version：程序版本号

命令大致分为三类：

标准命令：子命令 enc, ca, req, …

消息摘要命令：子命令 dgst …

加密命令：子命令 enc …

查看更多子命令    openssl ? 

1、对称加密：

工具：openssl enc, gpg

算法：3des, aes, blowfish, twofish

enc命令：

帮助： man enc

加密：  openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher

解密：  openssl enc -d -des3 -a -salt -in testfile.cipher -out testfile 生成新文件

-e  表示加密

-d  表示解密

-in /PATH/TO/FILE 要加密的文件

-out /PATH/TO/FILE 加密后生成新文件；不加这个选项就只有标准输出，不生成文件

-pass STRING 表示对称加密的秘钥是什么

-a|-base64 表示以base64文本格式进行编码  （大小写字母 / 及 + 的表现形式，不够六位用=补足）

-salt      加杂质使乱码  

2、单向加密：

工具：md5sum，sha1sum，sha224sum，sha256sum…

openssl dgst

dgst命令：

帮助： man dgst

openssl dgst -md5 [-hex默认] /PATH/SOMEFILE

openssl dgst -md5 testfile

md5sum testfile 结果同上，格式不一样

生成用户密码：   passwd命令

帮助： man sslpasswd

openssl passwd -1  不指定salt，则随机生成

openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)    指定salt

openssl passwd -1 –salt centos 指定盐，则同样的密码加密后生成同样的字符串

生成随机数： rand命令

帮助： man sslrand

openssl rand -base64|-hex NUM

NUM: 表示字节数；-hex时，每个字符为十六进制，相当于4位二进制，出现的字符数为 NUM*2  

注：-base64 二进制的六位，指定数字NUM若不是3的倍数，会用=补足

如下图：

随机数生成器：伪随机数字

键盘和鼠标，块设备中断

/dev/random：仅从熵池返回随机数；随机数用尽，阻塞

/dev/urandom：从熵池返回随机数；随机数用尽，会利用软件生成伪随机数,非阻塞

3、生成密钥对

生成密钥对儿： man genrsa

生成私钥

openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILE NUM_BITS

或 (umask 077; openssl genrsa -out test.key -des 2048) 

生成私钥文件，并设定权限及加密私钥，小括号开启子进程，不改变父进程的umask值

将加密key解密并生成文件

  openssl rsa -in test.key -out test2.key

从私钥中提取出公钥

openssl rsa -in PRIVATEKEYFILE –pubout –out PUBLICKEYFILE

例：openssl rsa –in test.key –pubout –out test.key.pub

公钥加密：

算法：RSA, ELGamal

工具：gpg，openssl rsautl（ man rsautl ）

数字签名：

算法：RSA, DSA, ELGamal

密钥交换：

算法：dh

DSA: Digital Signature Algorithm

DSS：Digital Signature Standard

RSA：

三、创建CA和申请证书

创建私有CA：

openssl的配置文件： /etc/pki/tls/openssl.cnf   其中定义了openssl完成CA工作时的相关属性定义

三种策略：

匹配match：要求申请填写的信息跟CA设置信息 必须一致

支持supplied：必须填写这项申请信息

可选optional：可有可无

1、创建所需要的文件     （服务器端） 掌握！！！

touch /etc/pki/CA/index.txt      生成证书索引数据库文件，内容可为空， 但必须有 ，否则会报错

echo 01 > /etc/pki/CA/serial     指定第一个颁发证书的序列号 没有会报错，十六进制数

2、 CA自签证书     （服务器端）      掌握！！！

生成私钥

cd /etc/pki/CA/   后续创建的文件夹和目录都要求在此目录下

(umask 066; openssl genrsa -out   /etc/pki/CA/private/cakey.pem  2048)  目录及文件名定死了

生成自签名证书

 openssl req -new -x509   – key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out /etc/pki/CA/cacert.pem

-x509表示自签名，没有表示申请，签名证书路径名称定死   交互式命令

直接cat /etc/pki/CA/cacert.pem base64编码看不懂

-new:生成新证书签署请求

-x509:专用于CA生成自签证书

-key:生成请求时用到的私钥文件

-days n：证书的有效期限

-out /PATH/TO/SOMECERTFILE: 证书的保存路径

3、颁发证书      掌握！！！

在需要使用证书的主机生成证书请求

给web服务器生成私钥    （客户端）

(umask 066; openssl genrsa -out  /etc/pki/tls/private/ test.key 2048)     路径和名字没规定

生成证书申请文件   （客户端）

openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key   -out / etc/pki/tls/test.csr    交互式命令

-days 365这里不写，有效期由颁发者决定

将证书请求文件传输给CA   （客户端）

 scp / etc/pki/tls/test.csr  IP:/PATH/TO

CA签署证书，并将证书颁发给请求者    （服务器端）

openssl ca -in /tmp/test.csr – out /etc/pki/CA/certs/ test.crt -days 365     目录定死，有效期默认一年

注意：默认国家，省，公司名称三项必须和CA一致，若想不一致可以更改配置文件设定

查看证书中的信息：   （服务器端）

openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -text|issuer|subject|serial|dates  

参数：Text格式查看、单看颁发人、单看颁发对象、单看编号、单看有效期

查看指定编号的证书状态    （服务器端）

4、吊销证书    （了解）

在客户端获取要吊销的证书的serial

openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject

在CA上，根据客户提交的serial与subject信息，对比检验是否与index.txt文件中的信息一致，吊销证书：

openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/SERIAL.pem

指定第一个吊销证书的编号,注意：第一次更新证书吊销列表前，才需要执行

echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber

更新证书吊销列表

openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl.pem

查看crl文件：

openssl crl -in /etc/pki/CA/crl.pem -noout -text

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