OpenSSL中的其他内容（五）

前言

最近在读OpenSSL的命令参数，在这个学习过程中发现OpenSSL之中，架构了一个非常庞大的理论系统，结果原以为学习一两天就能学完的基础知识，却学了将近一个月，才学到一些皮毛。

之前整理了一些学习笔记，这篇将涉及一些OpenSSL中乱七八糟的一些知识。

常见的信息摘要算法

在OpenSSL中提供的信息摘要算法有很多，有SHA1、SHA、MD5、DSS和RIPEMD160这样几种。这些指令既可以通过单独的同名指令进行使用，也可以在dgst指令中用参数指定方式使用。

摘要算法是对一段数据进行特征提取的方法，理论上讲，一个摘要算法的输出长度一般是固定的，当输入的数据发生很小的改变时，输出的摘要结果变化应该很明显。同时从摘要算法的结果要很难反推出原数据。

数字签名则是采用非对称加密的方法，对一段数据进行私钥加密，数据验签时，首先用公钥解密出数据再和被验签数据进行比对，如果相同，则验签成功，否则验签失败。摘要算法和数字签名结合在一起可以解决大量数据的验签问题，即对摘要算法的结果进行验签，以保证原数据的合法性。

下面分别针对不同的摘要算法提几个使用实例：

MD5

rootkiter@PC:~$ echo “Hello World” > bedgst.txt
rootkiter@PC:~$ openssl md5 -c -hex bedgst.txt
MD5(bedgst.txt)= e5:9f:f9:79:41:04:4f:85:df:52:97:e1:c3:02:d2:60
rootkiter@PC:~$ openssl dgst -md5 -c -hex bedgst.txt
MD5(bedgst.txt)= e5:9f:f9:79:41:04:4f:85:df:52:97:e1:c3:02:d2:60

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SHA1

rootkiter@PC:~$ echo “Hello World” > bedgst.txt
rootkiter@PC:~$ openssl sha1 -c -hex bedgst.txt
SHA1(bedgst.txt)= 64:8a:6a:6f:ff:fd:aa:0b:ad:b2:3b:8b:af:90:b6:16:8d:d1:6b:3a
rootkiter@PC:~$ openssl dgst -sha1 -c -hex bedgst.txt
SHA1(bedgst.txt)= 64:8a:6a:6f:ff:fd:aa:0b:ad:b2:3b:8b:af:90:b6:16:8d:d1:6b:3a

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DSS1

rootkiter@PC:~$ echo “Hello World” > bedgst.txt
rootkiter@PC:~$ openssl dss1 -c -hex bedgst.txt
DSA(bedgst.txt)= 64:8a:6a:6f:ff:fd:aa:0b:ad:b2:3b:8b:af:90:b6:16:8d:d1:6b:3a
rootkiter@PC:~$ openssl dgst -dss1 -c -hex bedgst.txt
DSA(bedgst.txt)= 64:8a:6a:6f:ff:fd:aa:0b:ad:b2:3b:8b:af:90:b6:16:8d:d1:6b:3a

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OpenSSL指令整体结构

OpenSSL提供了非常庞大的算法库，然而又很少有资料介绍OpenSSL每条指令功能，和所属体系，导致初次接触无从下手，这里就把所有的指令进行一个基本分类，以帮助使用OpenSSL时，快速找到对应的指令，找到之后就可以通过-h参数依次确定指令的参数内容了。

对称算法加解密相关

更多详细内容，可参阅《OPENSSL 与网络信息安全-基础、结构和指令》的第128页。

指令	功能介绍
enc	对称加密算法的统一入口指令，可通过进一步配置参数选择加密算法，如 -des
aes*	使用aes算法对文件进行加解密操作，-e参数为加密，-d参数为解密
bf*	bf算法对文件进行加解密操作，-e参数为加密， -d参数为解密
camellia*	使用camellia算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密
cast*	使用cast算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密
des*	使用des算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密
des-ede-*	使用3des算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密，需要注意的是ede算法的输入中k1 和 k3 相同。
des-ede3-*	使用3des算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密，需要注意的是ede3相关算法的输入中有三个不同的密码。所以强度会高于des-ede-*
des3	使用des3算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密，从字面理解应该是3次的des加密。
rc2*	使用rc算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密
seed*	使用seed算法对文件进行加解密操作， -e参数为加密，-d参数为解密
base64	使用base64对文件进行转码，-e参数为编码，-d参数为解码，但该算法不是对称加密算法，而是编码指令。

信息摘要算法

更多详细内容，可参阅《OPENSSL 与网络信息安全-基础、结构和指令》的第164页。

指令	功能介绍
dgst	信息摘要算法指令的统一入口，可通过参数进一步指定被选择的摘要算法，如 -md5 。
md4	使用md4摘要算法对文件进行摘要计算。
md5	使用md5摘要算法对文件进行摘要计算。
rmd160	使用rmd160摘要算法对文件进行摘要计算。
sha	使用sha摘要算法对文件进行摘要计算。
sha1	使用sha1摘要算法对文件进行摘要计算。

非对称算法相关指令

更多详细内容，可参阅《OPENSSL 与网络信息安全-基础、结构和指令》的第136页。

算法名称	指令	功能介绍
DSA	dsaparam	用于生成dsa密钥参数的指令。
*	gendsa	用于生成dsa密钥对的指令。
*	dsa	dsa密钥文件维护的指令，一般包括（加密存储、更换保护密码、更换加密算法、编码转换、阅读内容等操作）
RSA	genrsa	用于生成dsa密钥的指令
*	rsa	rsa密钥文件维护的指令，一般包括（加密存储、更换保护密码、更换加密算法、编码转换、阅读内容等操作）
*	rsautl	使用rsa密钥对文件进行加解密操作。
DH	gendh	生成dh密钥
*	dh	对dh密钥文件格式进行编辑的指令，一般包括（编码转换、阅读内容、检查安全性、输出C格式代码等操作）
*	dhparam	dh算法的入口指令，包含dh和gendh的所有功能。

证书操作相关指令

更多详细内容，可参阅《OPENSSL 与网络信息安全-基础、结构和指令》的第167页。

所属证书操作过程	操作指令	功能介绍
生成证书请求	req	生成证书请求指令，同时可以查看证书文件内容。
CA 机构的操作	ca	CA机构的维护指令，包括证书签发，证书吊销，生成新吊销列表，为其他CA签发证书等操作。
*	*	-revoke	吊销证书
*	*	-gencrl	生成新的吊销列表
证书验证过程	x509	证书格式维护指令（证书内容查看，编码格式转换，根据已有证书生成新的证书请求等）
*	crl	crl文件维护指令（crl文件内容查看，编码格式转换等操作）
*	verify	根据已有的CA证书，校验当前证书是否合法。
*	ocsp	创建一个在线的证书状态查询服务，或在已有的证书查询服务上查询一个证书状态。

文件格式转化指令

通常情况的文件编码都可以使用分类中的指令进行转化（比如X509、rsa、dsa指令等），然而总有些证书使用场景（软件版本太老，只能识别个别的证书文件）是无法直接转化的，于是OpenSSL提供了更多的转化指令以适应不同的场景。

操作指令	功能介绍
crl2pkcs7	可将多个证书以及crl文件封装在相同的PKCS#7标准的文件中（当不想封装crl文件时，可通过 -nocrl 选项指定）。
pkcs7	证书编码转换（PEM->DER），输出文件中个整数内容
证书编码转换（PEM->DER），输出文件中个整数内容	对私钥的格式进行转化：1.生产一种非标准格式的RSA私钥，以兼容一些软件；2.生产一种非标准格式的DSA密钥，此时的DSA参数会内嵌至PrivateKey结构中。3.生产一种兼容Netscape私钥数据库格式的DSA密钥。4.将已有密钥转化为pkcs8文件格式的密钥，同时可选择加密保存方式。
pkcs12	将多个证书及crl文件封装为一个PKCS#12标准的文件中，并支持对PKCS#12文件内容的查询和编辑，可针对其中封装的某一证书进行针对性操作（更换加密算法、更换密码等）

更多详细内容，可参阅《OPENSSL 与网络信息安全-基础、结构和指令》的第230/213/217页。

其他指令

指令	指令功能	备注
asn1parse	是一种用来诊断ASN.1结构的工具，也能用于从ASN1.1数据中提取数据。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/13339803
ciphers	可用于查看OpenSSL支持的ciphers，或指定一个ssl的算法版本。	$ openssl ciphers -v
cms	该命令处理S/MIME v3.1邮件。可以用它对S/MIME消息进行加密、解密、签名、验证签名、压缩以及解压缩等操作。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/13612917
ec	椭圆曲线密钥处理工具。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14138983
ecparam	椭圆曲线密钥参数生成及操作。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14406429
engine	查询OpenSSL支持的engine设备列表。	帮助指令： $ openssl engine -h
errstr	本命令用于查询错误代码。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14413745
genpkey	用于产生各种密钥（RSA、DSA、DH、EC等）的私钥值。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14498339
nseq	本命令用于多个证书与netscape证书序列间相互转化。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14901077
passwd	passwd命令计算一个密钥的哈希值或者计算列表中的每个密钥的hash值。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/14917959
pkey
pkeyparam	公共密钥算法参数处理工具。它能够处理公钥或私钥文件。它能够转换组件信息并将它们打印出来。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16330979
pkeyutl	本命令能够测试所支持的密钥算法的性能。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16331003
prime	产生并检查一个数是否为素数。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16331073
rand	用来产生伪随机字节。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16811693
s_client	s_client为一个SSL/TLS客户端程序，与s_server对应，它不仅能与s_server进行通信，也能与任何使用ssl协议的其他服务程序进行通信。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16812071
s_server	s_server是openssl提供的一个SSL服务程序。使用此程序前，需要生成各种证书。本命令可以用来测试ssl客户端，比如各种浏览器的https协议支持。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16850727
s_time	s_time是openss提供的SSL/TLS性能测试工具，用于测试SSL/TSL服务。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16850825
sess_id	本指令是处理SSL_SESSION结构的，可以打印出其中的细节。这也是一个调试工具。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16850893
smime	S/MIME工具，用于处理S/MIME邮件，它能加密、解密、签名和验证S/MIME消息。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16850953
speed	speed命令用于测试库的性能。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16851125
spkac	SPKAC打印和产生工具。它能够处理Netscape格式的签名公钥。它可以打印它们的上下文，验证签名值和根据提供的私钥产生自己的SPKACs。	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16851173
srp	Xxxxx 这个指令我一顿乱翻也不知道是干什么用的。。。貌似是个叫TLS-SRP的算法可惜呀。没看到指令样例和文档。
ts	时间戳处理工具	http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16867849

总结

这篇学习笔记记录了OpenSSL中的信息摘要算法和OpenSSL工具的指令整体脚骨，以及背景知识。

在第三章节大量引用VitalityShow的博客内容，是因为google结果只有他配有中文解释。感谢他的无私奉献吧。

RootKiter