2019-2020-1 20175201 20175215 20175229实验五 通讯协议设计
实验五 通讯协议设计
实验五 通讯协议设计-1
一、任务详情
- 在Ubuntu中完成 Linux下OpenSSL的安装与使用 中的作业
- 提交运行结果截图
二、任务过程
-
首先解压源代码:
tar xzvf openssl-1.1.1d.tar.gz
-
然后进入源代码目录:
cd openssl-1.1.1d
-
然后使用下列命令编译安装:
./config(使用./Configure无法使用)
make
sudo make install
-
使用
make test
测试结果:
-
编写一个测试代码test_openssl.c:
#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>
int main(){
OpenSSL_add_all_algorithms();
return 0;
}
使用如下命令进行编译:
gcc -o to test_openssl test_openssl.c -I /usr/local/ssl/lib -lcrypto -ldl -lpthread
执行./to;echo $?
,结果打印0.
-
AES算法
测试命令:openssl enc -aes-128-cbc -in dwt_in.txt -out dwt_out.txt -pass pass:123456 -p
-
利用RSA对dwt_in.txt文件进行加密
/*生成RSA密钥*/
openssl genrsa -des3 -passout pass:123456 -out RSA.pem
/*提取公钥*/
openssl rsa -in RSA.pem -passin pass:123456 -pubout -out pub.pem
/*使用RSA作为密钥进行加密,实际上使用其中的公钥进行加密*/
openssl rsautl -encrypt -in dwt_in.txt -inkey RSA.pem -passin pass:123456 -out dwt_outRSA.txt
/*使用RSA作为密钥进行解密,实际上使用其中的私钥进行解密*/
openssl rsautl -decrypt -in dwt_outRSA.txt -inkey RSA.pem -passin pass:123456 -out dwt_outDecryptRSA.txt
/*比较原始文件和解密后文件*/
diff dwt_in.txt dwt_outDecryptRSA.txt
/*使用公钥进行加密*/
openssl rsautl -encrypt -in dwt_in.txt -inkey pub.pem -pubin -out dwt_outPub.txt
/*使用RSA作为密钥进行解密,实际上使用其中的私钥进行解密*/
openssl rsautl -decrypt -in dwt_outPub.txt -inkey RSA.pem -passin pass:123456 -out dwt_outPubDecrypt.txt
/*比较原始文件和解密后文件*/
diff dwt_in.txt dwt_outPubDecrypt.txt
RSA
RSA公钥
- 测试MD5算法
使用echo "20175215" | openssl dgst -md5
用MD5算法加密信息"20175215"
实验五 通讯协议设计-2
一、任务详情
- 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
二、任务过程
1.实验代码
- 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 库初始化 */
SSL_library_init();
/* 载入所有 SSL 算法 */
OpenSSL_add_all_algorithms();
/* 载入所有 SSL 错误消息 */
SSL_load_error_strings();
/* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX ,即 SSL Content Text */
ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
/* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */
if (ctx == NULL) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 载入用户的数字证书, 此证书用来发送给客户端。 证书里包含有公钥 */
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 载入用户私钥 */
if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0){
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 检查用户私钥是否正确 */
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
ERR_print_errors_fp(stdout);
exit(1);
}
/* 开启一个 socket 监听 */
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);
/* 等待客户端连上来 */
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);
/* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
ssl = SSL_new(ctx);
/* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */
SSL_set_fd(ssl, new_fd);
/* 建立 SSL 连接 */
if (SSL_accept(ssl) == -1) {
perror("accept");
close(new_fd);
break;
}
/* 开始处理每个新连接上的数据收发 */
bzero(buf, MAXBUF + 1);
strcpy(buf, "server->client");
/* 发消息给客户端 */
len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));
if (len <= 0) {
printf
("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
buf, errno, strerror(errno));
goto finish;
} else
printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n",
buf, len);
bzero(buf, MAXBUF + 1);
/* 接收客户端的消息 */
len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);
if (len > 0)
printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n",
buf, len);
else
printf
("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
errno, strerror(errno));
/* 处理每个新连接上的数据收发结束 */
finish:
/* 关闭 SSL 连接 */
SSL_shutdown(ssl);
/* 释放 SSL */
SSL_free(ssl);
/* 关闭 socket */
close(new_fd);
}
/* 关闭监听的 socket */
close(sockfd);
/* 释放 CTX */
SSL_CTX_free(ctx);
return 0;
}
- telent.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("数字证书信息:\n");
line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0);
printf("证书: %s\n", line);
free(line);
line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0);
printf("颁发者: %s\n", line);
free(line);
X509_free(cert);
} else
printf("无证书信息!\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("参数格式错误!正确用法如下:\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用来从某个"
"IP 地址的服务器某个端口接收最多 MAXBUF 个字节的消息",
argv[0], argv[0]);
exit(0);
}
/* SSL 库初始化,参看 ssl-server.c 代码 */
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);
}
/* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("Socket");
exit(errno);
}
printf("socket created\n");
/* 初始化服务器端(对方)的地址和端口信息 */
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");
/* 连接服务器 */
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {
perror("Connect ");
exit(errno);
}
printf("server connected\n");
/* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
ssl = SSL_new(ctx);
SSL_set_fd(ssl, sockfd);
/* 建立 SSL 连接 */
if (SSL_connect(ssl) == -1)
ERR_print_errors_fp(stderr);
else {
printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl));
ShowCerts(ssl);
}
/* 接收对方发过来的消息,最多接收 MAXBUF 个字节 */
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
/* 接收服务器来的消息 */
len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);
if (len > 0)
printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n",
buffer, len);
else {
printf
("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
errno, strerror(errno));
goto finish;
}
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
strcpy(buffer, "from client->server");
/* 发消息给服务器 */
len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer));
if (len < 0)
printf
("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n",
buffer, errno, strerror(errno));
else
printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n",
buffer, len);
finish:
/* 关闭连接 */
SSL_shutdown(ssl);
SSL_free(ssl);
close(sockfd);
SSL_CTX_free(ctx);
return 0;
}
2.编译与运行
- 编译
gcc -o server server.c -I /usr/local/lib/ssl -L/usr/local/ssl -lssl -lcrypto -ldl -lpthread
gcc -o telent telent.c -I /usr/local/lib -L/usr/local/ssl -lssl -lcrypto -ldl -lpthread
- 生产私钥及证书
openssl genrsa -out privkey.pem 1024
openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out CAcert.pem -days 1095
- 运行程序
./telent 127.0.0.1 7838
./server 7838 1 CAcert.pem privkey.pem
3.运行截图
-
server:
-
telent:
实验中碰到的问题
1.编译测试代码test_openssl.c无法通过
- 使用老师的
gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude -L /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread
编译无法通过,提示无法找到openssl的某个部分
于是加上-lcrypto
命令
即使用:gcc -o to test_openssl test_openssl.c -I /usr/local/ssl/lib -lcrypto -ldl -lpthread
进行编译,编译通过,生成了上文中的文件,并得到了运行结果。
2.openssl无法进行秘钥生成和版本号查询
- 解决方法:
使用命令
ln -s /usr/local/lib/libssl.so.1.1 /usr/lib/libssl.so.1.1
ln -s /usr/local/lib/libcrypto.so.1.1 /usr/lib/libcrypto.so.1.1
将两个lib文件映射到系统的lib文件夹中(具体文件夹和移动文件视当时安装情况而定,例如装的openssl是openssl3.0移动的就是libssl.so.3与libcrypto.so.3)
openssl版本查询结果为
好运永远只留给努力奋斗的人