一:什么是openssl? 它的作用是?應用場景是什么?
即百度百科說:openssl是一個開放源代碼的軟件庫包,應用程序可以使用這個包來進行安全通信,它可以避免信息被竊聽到。
SSL是Secure Sockets Layer(安全套接層協(xié)議)的縮寫,可以在Internet上提供秘密性傳輸。Netscape(網(wǎng)景)公司在推出第一個Web瀏覽器的同時,提出了SSL協(xié)議標準。其目標是保證兩個應用間通信的保密性和可靠性,可在服務器端和用戶端同時實現(xiàn)支持。
因為在網(wǎng)絡傳輸?shù)倪^程中,網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)肯定要經(jīng)過wifi路由器對吧,那么我們通過路由器做些手腳我們就可以拿到數(shù)據(jù),因此openssl的作用就是避免信息被竊聽到。
那么openssl是如何保證信息不被竊聽到呢?因此我們需要了解 非對稱加密、數(shù)字簽名、數(shù)字證書等一些基本概念的。
1.1 什么是非對稱加密?
非對稱加密是用密鑰對數(shù)據(jù)進行加密,然后我們可以使用另一個不同的密鑰對數(shù)據(jù)進行解密。這兩個密鑰就是公鑰和私鑰。
我們根據(jù)私鑰可以計算出公鑰,但是我們根據(jù)公鑰計算不出來私鑰的。私鑰一般是有服務器掌握的,公鑰則是在客戶端使用的。
注意:非對稱加密的具體算法我們這邊不做研究。
1.2 什么是數(shù)字簽名?
根據(jù)百度百科說:數(shù)字簽名(又可以叫公鑰數(shù)字簽名)是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名,但是使用了公鑰加密領域的技術(shù)實現(xiàn),它是用于鑒別數(shù)字信息的方法。數(shù)字簽名有兩種互補的運算,一個是用于簽名,另一個是用于驗證。
作用是:它會將報文使用一定的HASH算法算出一個固定位數(shù)的摘要信息,然后使用私鑰將摘要加密,然后會將剛才的報文一起發(fā)送給接收者,接收者會通過公鑰將摘要解出來。也通過hash算法算出報文摘要,如果兩個摘要一致,說明數(shù)據(jù)未被篡改,說明數(shù)據(jù)是完整的。
1.3 什么是數(shù)字證書?
根據(jù)百度百科說:數(shù)字證書是互聯(lián)網(wǎng)通訊中標志通訊各方身份信息一串數(shù)字。提供了一種在Internet上驗證通信實體身份的方式。
它是由CA頒發(fā)給網(wǎng)站的一種身份的方式。它里面包含了該網(wǎng)站的公鑰、有效時間、網(wǎng)站的地址、及 CA的數(shù)字簽名等。
作用是:它是使用CA的私鑰將網(wǎng)站的公鑰等信息進行了簽名,當客戶端請求服務器端的時候,網(wǎng)站會把證書發(fā)給客戶端,客戶端先通過CA的數(shù)字簽名校驗CA的身份,來證明證書的真實完整性。
了解到上面的非對稱加密、數(shù)字簽名、數(shù)字證書的概念之后,我們來看看它是如何來保證數(shù)據(jù)沒有被偽造的:
SSL 實現(xiàn)認證用戶和服務器
現(xiàn)在我們來想一個問題,如果我們現(xiàn)在訪問我們的博客園網(wǎng)站,我們怎么知道訪問的是真博客園還是假博客園呢?為了確定我們的博客園網(wǎng)站的服務器有沒有被偽造,在SSL中有這么一個規(guī)則:假如我們向服務器發(fā)出請求后,服務器必須返回它的數(shù)字證書給接收者,當我們拿到數(shù)字證書之后,我們可以根據(jù)里面的ca數(shù)字簽名,來檢驗數(shù)字證書的合法性。假如我們現(xiàn)在能夠證明數(shù)字證書是博客園的,但是不代表發(fā)送給我們證書的服務器就是博客園的呢?為了解決這個問題,其實在我們拿到的證書里面會帶有博客園的公鑰,在之后的通信中,客戶端會使用該公鑰加密數(shù)據(jù)給博客園服務器,博客園服務器必須使用私鑰才能夠解出里面的數(shù)據(jù)。只要他能夠解出數(shù)據(jù)出來,說明他是合法的,否則的話,是偽造的。如果是偽造的,那么就不能通訊。因此SSL就解決了服務器認證的問題了。
加密數(shù)據(jù)在通訊過程中如何防止數(shù)據(jù)不被竊取呢?
客戶端第一次給服務器發(fā)送請求的時候(拿到證書之前的那個請求),會在請求里面放一個隨機數(shù)(比如叫A),服務器的返回證書的響應里也會帶一個隨機數(shù)(比如叫B), 客戶端拿到證書后,會使用公鑰加密一個隨機數(shù)(比如叫C)發(fā)送給服務器,因此客戶端,服務器就有三個隨機數(shù):A、B、C。雙方使用這些隨機數(shù)和一個相同的算法會生成一個密鑰,以后所有的通信都使用這個對稱密鑰來進行的。
一般情況下,這三個密鑰不可能同時被泄露的,因為它是由三個隨機數(shù)隨機生成的。并且其中一個隨機數(shù)使用了公鑰加密的。因此是通過這種方式來保證數(shù)據(jù)不被竊取的。
上面都是在網(wǎng)上看到的一些概念性問題,簡單的理解下就好了,知道是這么個概念就行了,而我們的openssl是SSL的實現(xiàn)版。因此openssl的作用避免信息被竊取到,它是通過上面的知識點來做到的。
openssl的應用場景:
在使用http網(wǎng)站中,我們經(jīng)??吹骄W(wǎng)站會有一些廣告什么的,這些廣告其實不是網(wǎng)站自己放上去的,而是中間的運營商在中間篡改了內(nèi)容導致的。現(xiàn)在我們可以使用https技術(shù)(基于openssl)來對數(shù)據(jù)進行加密的。它能保證數(shù)據(jù)不被篡改。
二:使用openssl生成免費證書
1 使用openssl工具生成一個RSA私鑰
使用命令:
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
如上:des3 是算法,2048位強度(為了保密性)。 server.key 是密鑰文件名 -out的含義是:指生成文件的路徑和名稱。
如下所示:
我們查看剛剛生成的私鑰。使用命令如下:
openssl rsa -text -in server.key
如下圖所示:
繼續(xù)查看 server.key 使用命令:cat server.key, 如下圖所示:
2. 創(chuàng)建證書簽名請求CSR文件
使用命令如下:
openssl req -new -key server.key -out server.csr
-key的含義是:指定ca私鑰
-out的含義是: server.csr 生成證書文件
如下所示:
運行如上命令后,生成CSR時會要求填入以下信息:
Country Name (2 letter code) []:CN // 輸入國家代碼,中國填寫 CN
State or Province Name (full name) []:HangZhou // 輸入省份,這里填寫 HangZhou
Locality Name (eg, city) []:HangZhou // 輸入城市,我們這里也填寫 HangZhou
Organization Name (eg, company) []:tbj // 輸入組織機構(gòu)(或公司名,我這里隨便寫個tbj)
Organizational Unit Name (eg, section) []:tbj // 輸入機構(gòu)部門
Common Name (eg, fully qualified host name) []:*.abc.com // 輸入域名,我這邊是 (*.abc.com)
Email Address []:tugenhua0707@qq.com // 你的郵箱地址
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:123456 // 你的證書密碼,如果不想設置密碼,可以直接回車
如上操作后,會在當前目錄下生成以下兩個文件:
server.key server.csr
如下圖所示:
查看csr文件如下命令:
openssl req -text -in server.csr -noout
如下圖所示:
3. 生成CA證書
openssl x509 -req -days 365 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt
x509的含義: 指定格式
-in的含義: 指定請求文件
-signkey的含義: 自簽名
如下圖所示:
注意:如上server.crt 是證書持有人的信息,持有人的公鑰,以及簽署者的簽名等信息。
4. 生成客戶端證書
生成客戶端證書與生成CA證書相似。
4.1. 先要生成私鑰
使用命令:
openssl genrsa -out client.key 2048
如下圖所示:
4.2 生成請求文件
使用命令:
openssl req -new -key client.key -out client.csr
如下圖所示:
4.3 發(fā)給ca簽名
使用命令:
openssl x509 -req -days 365 -in client.csr -signkey client.key -out client.crt
如下圖所示:
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