任務一、Linux下OpenSSL的安裝與使用

在Ubuntu中完成 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/5087623.html 中的作業

OpenSSL是一套用於SSL/TLS協議的加密工具，其作用有:

1. 生成私有金鑰.
2. 生成證書,即數字簽名證書，它包含一個公有金鑰，可以用來單向的加密和解密資料。即，使用公鑰加密的資料，只能使用私有金鑰解密。使用私鑰加密的資料，可以使用公鑰來解密。
3. 計算資訊摘要.。
4. SSL/TLS客戶端和伺服器端測試。
5. 處理S/MIME標記和郵件的加密。

第一步：安裝過程：

1.下載最新版本

2.解壓

tar xzvf    openssl-1.2.0n.tar.gz
 

3.配置與安裝

cd openssl-1.2.0n
./config
make
sudo make install

4.測試

make test

第二步：瞭解OpenSSL的使用

man openssl

第三步：編寫一個測試程式碼test_openssl.c進行測試：

#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>

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

編譯命令：

gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude /usr/local/ssl/libcrypto.a /usr/local/ssl/libssl.a -ldl -lpthread
 

執行

./to;echo $?

截圖為：

遇到的問題

1.在編譯命令時，需要匯入libcrypto.a 和 libssl.a這兩個庫否則會出現錯誤

2.再進行後續任務時，需要安裝libssl-dev檔案，否則在伺服器任務時會出錯 執行命令sudo apt-get install libssl-dev

3.安裝包建議下標記的版本，否則會出現安裝後usr/local/ssl中缺少相應所需要的檔案

任務二

在Ubuntu中實現對實驗二中的“wc伺服器”通過混合密碼系統進行防護，並提交測試截圖

• 伺服器端程式碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/evp.h>


#define MAXBUF 1024

int main(int argc, char **argv)
{
    int sockfd, new_fd;
    socklen_t len;
    struct sockaddr_in my_addr, their_addr;
    unsigned int myport, lisnum;
    char buf[MAXBUF + 1];
    SSL_CTX *ctx;

    if (argv[1])
        myport = atoi(argv[1]);
    else
        myport = 7838;

    if (argv[2])
        lisnum = atoi(argv[2]);
    else
        lisnum = 2;

    /* SSL 庫初始化 */
    SSL_library_init();
    /* 載入所有 SSL 演算法 */
    OpenSSL_add_all_algorithms();
    /* 載入所有 SSL 錯誤訊息 */
    SSL_load_error_strings();
    /* 以 SSL V2 和 V3 標準相容方式產生一個 SSL_CTX ，即 SSL Content Text */
    ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
    /* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 單獨表示 V2 或 V3標準 */
    if (ctx == NULL) {
        ERR_print_errors_fp(stdout);
        exit(1);
    }
    /* 載入使用者的數字證書， 此證書用來發送給客戶端。 證書裡包含有公鑰 */
    if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
        ERR_print_errors_fp(stdout);
        exit(1);
    }
    /* 載入使用者私鑰 */
    if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0){
        ERR_print_errors_fp(stdout);
        exit(1);
    }
    /* 檢查使用者私鑰是否正確 */
    if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
        ERR_print_errors_fp(stdout);
        exit(1);
    }

    /* 開啟一個 socket 監聽 */
    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("socket");
        exit(1);
    } else
        printf("socket created\n");

    bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
    my_addr.sin_family = PF_INET;
    my_addr.sin_port = htons(myport);
    my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))
        == -1) {
        perror("bind");
        exit(1);
    } else
        printf("binded\n");

    if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
        perror("listen");
        exit(1);
    } else
        printf("begin listen\n");

    while (1) {
        SSL *ssl;
        len = sizeof(struct sockaddr);
        /* 等待客戶端連上來 */
        if ((new_fd =
             accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,
                    &len)) == -1) {
            perror("accept");
            exit(errno);
        } else
            printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d\n",
                   inet_ntoa(their_addr.sin_addr),
                   ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);

        /* 基於 ctx 產生一個新的 SSL */
        ssl = SSL_new(ctx);
        /* 將連線使用者的 socket 加入到 SSL */
        SSL_set_fd(ssl, new_fd);
        /* 建立 SSL 連線 */
        if (SSL_accept(ssl) == -1) {
            perror("accept");
            close(new_fd);
            break;
        }

        /* 開始處理每個新連線上的資料收發 */
        bzero(buf, MAXBUF + 1);
        strcpy(buf, "server->client");
        /* 發訊息給客戶端 */
        len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));

        if (len <= 0) {
            printf
                ("訊息'%s'傳送失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n",
                 buf, errno, strerror(errno));
            goto finish;
        } else
            printf("訊息'%s'傳送成功，共傳送了%d個位元組！\n",
                   buf, len);

        bzero(buf, MAXBUF + 1);
        /* 接收客戶端的訊息 */
        len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);
        if (len > 0)
            printf("接收訊息成功:'%s'，共%d個位元組的資料\n",
                   buf, len);
        else
            printf
                ("訊息接收失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n",
                 errno, strerror(errno));
        /* 處理每個新連線上的資料收發結束 */
      finish:
        /* 關閉 SSL 連線 */
        SSL_shutdown(ssl);
        /* 釋放 SSL */
        SSL_free(ssl);
        /* 關閉 socket */
        close(new_fd);
    }
    /* 關閉監聽的 socket */
    close(sockfd);
    /* 釋放 CTX */
    SSL_CTX_free(ctx);
    return 0;
}
 

• 客戶端程式碼

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#include <errno.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <resolv.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <arpa/inet.h>  
#include <unistd.h>  
#include <openssl/ssl.h>  
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/evp.h>
  
  
#define MAXBUF 1024  
  
void ShowCerts(SSL * ssl)  
{  
    X509 *cert;  
    char *line;  
  
    cert = SSL_get_peer_certificate(ssl);  
    if (cert != NULL) {  
        printf("數字證書資訊:\n");  
        line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0);  
        printf("證書: %s\n", line);  
        free(line);  
        line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0);  
        printf("頒發者: %s\n", line);  
        free(line);  
       X509_free(cert);  
    } else  
        printf("無證書資訊！\n");  
}  
  
int main(int argc, char **argv)  
{  
    int sockfd, len;  
    struct sockaddr_in dest;  
    char buffer[MAXBUF + 1];  
    SSL_CTX *ctx;  
    SSL *ssl;  
  
    if (argc != 3) {  
        printf("引數格式錯誤！正確用法如下：\n\t\t%s IP地址 埠\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程式用來從某個"  
             "IP 地址的伺服器某個埠接收最多 MAXBUF 個位元組的訊息",  
             argv[0], argv[0]);  
        exit(0);  
    }  
  
    /* SSL 庫初始化，參看 ssl-server.c 程式碼 */  
    SSL_library_init();  
    OpenSSL_add_all_algorithms();  
    SSL_load_error_strings();  
    ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method());  
    if (ctx == NULL) {  
        ERR_print_errors_fp(stdout);  
        exit(1);  
    }  
  
    /* 建立一個 socket 用於 tcp 通訊 */  
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {  
        perror("Socket");  
        exit(errno);  
    }  
    printf("socket created\n");  
  
    /* 初始化伺服器端（對方）的地址和埠資訊 */  
    bzero(&dest, sizeof(dest));  
    dest.sin_family = AF_INET;  
    dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));  
    if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {  
        perror(argv[1]);  
        exit(errno);  
    }  
    printf("address created\n");  
  
    /* 連線伺服器 */  
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {  
        perror("Connect ");  
        exit(errno);  
    }  
    printf("server connected\n");  
  
    /* 基於 ctx 產生一個新的 SSL */  
    ssl = SSL_new(ctx);  
    SSL_set_fd(ssl, sockfd);  
    /* 建立 SSL 連線 */  
    if (SSL_connect(ssl) == -1)  
        ERR_print_errors_fp(stderr);  
    else {  
        printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl));  
        ShowCerts(ssl);  
    }  
  
    /* 接收對方發過來的訊息，最多接收 MAXBUF 個位元組 */  
    bzero(buffer, MAXBUF + 1);  
    /* 接收伺服器來的訊息 */  
    len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);  
    if (len > 0)  
        printf("接收訊息成功:'%s'，共%d個位元組的資料\n",  
               buffer, len);  
    else {  
        printf  
            ("訊息接收失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n",  
             errno, strerror(errno));  
        goto finish;  
    }  
    bzero(buffer, MAXBUF + 1);  
    strcpy(buffer, "from client->server");  
    /* 發訊息給伺服器 */  
    len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer));  
    if (len < 0)  
        printf  
            ("訊息'%s'傳送失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n",  
             buffer, errno, strerror(errno));  
    else  
        printf("訊息'%s'傳送成功，共傳送了%d個位元組！\n",  
               buffer, len);  
  
  finish:  
    /* 關閉連線 */  
    SSL_shutdown(ssl);  
    SSL_free(ssl);  
    close(sockfd);  
    SSL_CTX_free(ctx);  
    return 0;  
} 

編譯方式:

gcc -o server server.c -I /usr/local/ssl/include -L/usr/local/ssl/lib -lssl -lcrypto -ldl -lpthread

gcc -o telent client.c -I /usr/local/ssl/include -L/usr/local/ssl/lib -lssl -lcrypto -ldl -lpthread

生產私鑰和證書

openssl genrsa -out privkey.pem 1024
openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out CAcert.pem -days 1095

程式執行方式:

./server 7838 1 CAcert.pem privkey.pem
./client 127.0.0.1 7838

結果截圖

遇到的問題及解決方法

遇到的問題： 在生產私鑰和證書時出現

openssl: error while loading shared libraries: libssl.so.1.1: cannot open shared object file: No such file or directory

網上的解決方法： 做一個軟連線

假如你的libssl.so.1.1 檔案在/usr/local/openssl/lib/下面，可以這樣做

ln -s /usr/local/openssl/lib/libssl.so.1.1 /usr/lib64/libssl.so.1.1

ln -s /usr/local/openssl/lib/libcrypto.so.1.1 /usr/lib64/libcrypto.so.1.1

嘗試了一下，沒有成功，最後發現是缺少了一個庫，通過命令

sudo apt-get install libssl-dev

安裝之後便可以解決問題