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openssl原始碼結構

Openssl整個軟體包主要包括三個主要的功能模組:密碼演算法庫,SSL協議庫,應用程式;

    應用程式:主要包括金鑰生成,證書管理,格式轉換,資料加密,簽名,SSL測試等。

 

evp,對稱演算法,非對稱演算法,摘要演算法的封裝。

隨機數的生成,管理;

最基本的資料結構,struct 大數陣列, EC_point 橢圓曲線點結構,

 

openssl編譯的命令:

  ./config (之後需要加一些全域性性的選型,--openssldir=OPENSSLDIR安裝目錄),預設是usr/local/ssl

      --prefix,設定lib,include,bin的目錄。

      shared,生成動態連結庫,

      演算法選項,no-des,no-ec等,選擇是否編譯某種演算法。

  make

  make install

 

openssl中的簽名檔案

  X509,通常是指滿足X.509 V3的一個數字檔案,標準RFC5280。

  X509是最基本的證書格式,規範。PKCS標準是具體的針對不同應用場景的封裝格式,是基於x509的。

  X509檔案的編碼常用的有兩種,DER:二進位制的檔案編碼,不可讀。

                 PEM:ASCII Base64編碼的檔案。

  X509檔案的三種擴充套件,crt,一般linux用的較多的證書後綴,內部編碼不限,其中包含公鑰,不含私鑰。

             cer,一般window下用的較多的證書後綴,內部編碼不限,其中包含公鑰,不含私鑰。

             .key格式擴充套件,一般用在PKCS#8中。

  crt的擴充套件格式和cer的擴充套件格式,可以相互轉換格式,但是內部的編碼必須相同。(DER對應DER,PEM對應PEM)。

DER的編碼是基於ASN1的語言標準的,編碼之後,類似於二進位制的bin檔案。(ASN1是語言編碼標準,DER是具體的編碼實現)。

檢視PEM編碼的證書

  openssl x509 -in cert.pem  -text  -noout

  openssl x509 -in cert.crt  -text  -noout

  openssl x509 -in cert.cer  -text  -noout

檢視DER編碼的證書

  openssl x509  -in  certificate.der  -inform  der  -text  -noout

相互格式轉換

  openssl  x509 -in  cert.crt  -outform  der   -out   cert.der

  openssl  x509 -in  cert.crt  -inform der  -outform  pem   -out  cert.pem

base64到二進位制檔案的轉換

  openssl base64 -in file.bin -out  file.64

  openssl base64 -d  -in file.b64  -out  file.bin

 

Openssl使用pem檔案格式儲存證書和金鑰,PEM中除去標記,實質上是Base64編碼的二進位制內容。

  生成rsa私鑰的命令:openssl genrsa -out  private_rsa.pem   1024

  生成rsa公鑰的命令:openssl rsa  -in  private_rsa.pem -pubout  -out  public_rsa.pem

genrsa,產生的是一組rsa的金鑰,其中已經包括公鑰,生成公鑰的命令,只是提取出其中的公鑰,編碼為pem格式。

  以明文的方式檢視rsa金鑰的各個引數值:openssl rsa -in private_rsa.pem  -text  -out  private.txt

rsa公鑰轉換為PKCS#8格式:pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt

 

生成ecc證書

  openssl ecparam -out EccCA.key -name prime256v1 -genkey

  openssl req -key EccCA.key -new  -out EccCA.req

  openssl X509 -req -in EccCA.req  -signkeyEccCA.key  -out  EccCA.pem 

 

PEM檔案格式:(標準RFC1421-1424)

  將一個物件儲存為PEM格式的檔案,1) 資訊轉換為ASCII碼;

                   2) 使用對稱加密演算法轉換郵件;(可選)

                   3) 使用base64對郵件進行編碼處理;

                   4) 如果使用加密演算法,使用頭資訊格式來指定演算法,資料等資訊;

                   5) 加上頭、尾標註資訊。

  pem格式在openssl中的定義以及呼叫函式

    https://blog.csdn.net/liao20081228/article/details/77185513

        

openssl中的i2d,d2i系列函式,表徵,將internal object轉換為DER型別的編碼,或者將DER型別的編碼轉換為internal型別的object。

  TYPE *d2i_TYPE(TYPE **a, unsigned char **pp, long length);
  TYPE *d2i_TYPE_bio(BIO *bp, TYPE **a);
  TYPE *d2i_TYPE_fp(FILE *bp, TYPE **a);

  int i2d_TYPE(TYPE **a, unsigned char **pp);
  int i2d_TYPE_bio(BIO *bp, TYPE **a);
  int i2d_TYPE_fp(FILE *bp, TYPE **a);

_bio型別,表示資料介面為bio port,_fp型別,表示資料介面為file point。

       _bio和_fp型別內部都是呼叫i2d/d2i_type型別。BIO和FP型別都被轉換為char型別。

d2i,i2d型別函式的定義和實現參考

  https://blog.csdn.net/u010129119/article/details/53811622

  在X509.pod中可以看到所有支援的D2I/I2D_TYPE型別的函式。

 

ssl主要通過BIO和EVP的兩種結構,實現安全套接字的協議。BIO主要是實現套接字的封裝;EVP實現對內部演算法的封裝。

BIO

  BIO是封裝了許多型別I/O介面細節的一種應用介面,可以和SSL連線,非加密的網路連線,檔案I/O進行透明的連線

    主要分為兩種,source/sink型別,如socket BIO,file BIOfilter型別,將資料從一個BIO轉換到另一個BIO,轉換代表hash,enc,dec等操作

  各種型別的BIO函式介紹:

      https://blog.csdn.net/liao20081228/article/details/77193729

 EVP

  evp主要包括:摘要,對稱演算法,非對稱演算法的核心,filter BIO的實現

    所有的engine可以通過呼叫OpenSSL_add_all_algorithms或者自己初始化engine函式指標

  各種函式的詳細介紹:

    https://blog.csdn.net/liao20081228/article/details/76285896  

 

基於ssl介面和BIO介面的openssl api呼叫,實現client,server的加解密服務

  https://blog.csdn.net/gx_1983/article/details/47958323

  https://blog.csdn.net/howeverpf/article/details/18993945