2017-2018-1 20155315 《信息安全系统设计基础》实验五通讯协议设计

Posted 2020-10-18 20155315庄艺霖

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了2017-2018-1 20155315 《信息安全系统设计基础》实验五通讯协议设计相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

实验内容

基于Socket实现TCP通信，一人实现服务器，一人实现客户端
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
选用合适的算法，基于混合密码系统实现对TCP通信进行机密性、完整性保护。

实验知识点

OpenSSL
TCP通信
混合密码系统

实验步骤

（一）Linux下OpenSSL的安装与使用

OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：
- 密码算法库
- SSL协议库
- 应用程序
安装过程

./configure
make
sudo make install

测试AES
测试RSA
测试test_openssl.c
主要问题：按照教程一步步进行的时候，发现安装包中有config和Configure，一开始运行Configure，在make的时候总是会出现错误。全部重新来过运行config才正常。查找资料发现其实configure也是一种命令，但是在这次实验中要运行config才可以。

（二）TCP通信

一人实现服务器，一人实现客户端
服务器伪代码

socket()
bind()
listen()
accept()
closesocket()

客户端伪代码

socket()
bind()
connect()
closesocket()

运行结果

（三）混合密码系统

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

生成证书

生成服务器端的私钥(key文件)
openssl genrsa -des3 -out server.key 1024
生成服务器端的csr文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr -config
客户端生成key文件
openssl genrsa -des3 -out client.key 1024
生成客户端的csr文件
openssl req -new -key client.key -out client.csr -config
生成自己的CA,生成ca.key和ca.crt证书文件
openssl req -new -x509 -keyout ca.key -out ca.crt -config
用生成的ca给服务器的csr文件签名，生成服务器端的证书
Openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key -config openssl.cnf
用生成的ca给客户端的csr文件签名，生成客户端的证书
Openssl ca -in client.csr -out client.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key -config openssl.cnf
主要问题：在生成服务器端的证书时，提示部门与CA中的定义的部门不符，重新进行第一步修改部门之后生成server.crt。在生成服务器端的证书时，提示因为与前面使用的common name相同，需要修改文件demoCA/index.txt.attr，
将里面的：unique_subject = yes改为unique_subject = no保存退出再重新输入就可以了。

用混合密码系统进行防护

基本框架与socket编程一样，只是其中需要加入头文件：

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

和一些其他的代码：

SSL_library_init();
OpenSSL_add_all_algorithms();
SSL_load_error_strings();
ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
if (ctx == NULL) 
 {
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);
 }
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) 
{
    ERR_print_errors_fp(stdout);
    exit(1);
 }
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);
 }