2018-2019-1 20165202 实验五 通讯协议设计

Posted 2021-01-27 jhs888

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

1. 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：

1. 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：

1. 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
", buffer, len);
else
    printf("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'
",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。