2018-2019-1 20165318 20165326 實驗五 通訊協議設計
阿新 • • 發佈:2018-12-16
2018-2019-1 20165318 20165326 實驗五 通訊協議設計
目錄
實驗內容
任務一
- 在Ubuntu中完成作業
openSSL
OpenSSL是一個SSL協議的開源實現,採用C語言作為開發語言,具備了跨平臺的能力,支援Unix/Linux、Windows、Mac OS等多種平臺。
三個主要功能部分:
- 密碼演算法庫:OpenSSL的基礎部分,也是很值得一般密碼安全技術人員研究的部分。實現了目前大部分主流的密碼演算法和標準。
- SSL協議庫:在密碼演算法庫的基礎上實現的,SSL協議部分完全實現和封裝了SSL協議的三個版本和TLS協議。
- 應用程式:覆蓋了密碼技術的應用,主要包括了各種演算法的加密程式和各種型別金鑰的產生程式、證書籤發和驗證程式、SSL連線測試程式以及其它的標準應用程。
Linux下OpenSSL的安裝與使用
- 下載安裝包
- 安裝指令
./config
make
make test
sudo make install
執行截圖
- 測試程式碼
#include <stdio.h> #include <openssl/evp.h> int main(){ OpenSSL_add_all_algorithms(); return 0; }
- 執行截圖
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
- server.c
#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; }
- client.c
#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 client 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
- 執行截圖:
問題及解決
- Cannot create a symlink to ...... Read only file system
虛擬機器連線的問題,可能是關機不當引起的,在管理員cmd裡重新配置,具體參考下面連結 - 參考INSTALL文件能解決很多問題