2018-2019-1 20165202 实验五通讯协议设计

一、实验内容

1.安装OpenSSL环境，并编写测试代码验证无误
2.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
3.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

二、实验步骤

根据老师给的OpenSSL下载路径下载压缩包并解压缩，然后进入解压缩文件的一级目录的终端。

在命令行中输入
./config make sudo make install
等待安装完即可。其中需要注意的一行是库文件被复制到哪个文件夹里面了
- 编写一个测试代码test_openssl.c
```
#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>

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

注意刚才记下来的库所在路径

> gcc -o test_openssl test_openssl.c -L/usr/local/lib(路径) -lcrypto -ldl -lpthread
> ./test_openssl
> echo $?

实验截图：

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

对称加密：对称加密需要使用的标准命令为 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:

RSA 的用法如下：

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

实验截图：

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

头文件：

#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>

SSL库初始化

SSL_library_init();

载入所有 SSL 算法

OpenSSL_add_all_algorithms();

载入所有 SSL 错误消息

SSL_load_error_strings();

产生一个 SSL_CTX

ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
if (ctx == NULL) {
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);}

载入用户的数字证书

if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);
    }

载入用户私钥

if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0){
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);
    }
    
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);
    }

基于 ctx 产生一个新的 SSL，并将连接用户的 socket 加入到 SSL

ssl = SSL_new(ctx);
SSL_set_fd(ssl, new_server_socket_fd);

建立 SSL 连接

if (SSL_accept(ssl) == -1) {
    perror("accept");
    close(new_fd);
    break;
    }

SSL数据传输

int len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);
    
if (len > 0)
    printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据\n", buffer, len);
else
    printf("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'\n",errno, strerror(errno));

客户端与服务器传输完数据后，关闭 SSL 连接，释放 SSL

SSL_shutdown(ssl);

SSL_free(ssl);

释放 CTX

SSL_CTX_free(ctx);

实验截图：

三、实验过程中遇到的问题和解决方案

问题1：
在第一步下载完老师给的OpenSSL链接中的压缩包以后，解压缩以后make不通过，发现有.c文件出现错误。
问题1解决方案：
和其他同学交流以后我得到了解决方案，可能是老师指定下载的版本与当前ubuntu的版本不适应而造成的错误。之后我选择了下载OpenSSL官网上的Master压缩包，下载完毕解压缩以后再make就可以通过了。

四、实验体会与总结

本次实验是信息安全系统设计技术的最后一次实验，十分不舍，感谢娄老师一个学期以来的培养。

2018-2019-1 20165202 实验五 通讯协议设计

2018-2019-1 20165202 实验五 通讯协议设计

一、实验内容

二、实验步骤

实验截图：

实验截图：

实验截图：

三、实验过程中遇到的问题和解决方案

四、实验体会与总结

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