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openssl

说明

OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议，并提供丰富的应用 程序供测试或其它目的使用

OpenSSL有两种运行模式：交互模式和批处理模式

直接输入openssl回车进入交互模式，输入带命令选项的openssl进入批处理模式

OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：密码算法库、SSL协议库以及应用程序。OpenSSL的目录结构也是围绕这三个功能部分进行规划

对称加密算法

OpenSSL一共提供了8种对称加密算法，其中7种是分组加密算法，仅有的一种流加密算法是RC4。这7种分组加密算法分别是AES、DES、 Blowfish、CAST、IDEA、RC2、RC5，都支持电子密码本模式（ECB）、加密分组链接模式（CBC）、加密反馈模式（CFB）和输出反馈模式 （OFB）四种常用的分组密码加密模式。其中，AES使用的加密反馈模式（CFB）和输出反馈模式（OFB）分组长度是128位，其它算法使用 的则是64位。事实上，DES算法里面不仅仅是常用的DES算法，还支持三个密钥和两个密钥3DES算法

非对称加密算法

OpenSSL一共实现了4种非对称加密算法，包括DH算法、RSA算法、DSA算法和椭圆曲线算法（EC）。DH算法一般用户密钥交换。RSA算法既 可以用于密钥交换，也可以用于数字签名，当然，如果你能够忍受其缓慢的速度，那么也可以用于数据加密。DSA算法则一般只用于数字签名

信息摘要算法

OpenSSL实现了5种信息摘要算法，分别是MD2、MD5、MDC2、SHA（SHA1）和RIPEMD。SHA算法事实上包括了SHA和SHA1两种信息摘要算法 此外，OpenSSL还实现了DSS标准中规定的两种信息摘要算法DSS和DSS1

密钥和证书管理

密钥和证书管理是PKI的一个重要组成部分，OpenSSL为之提供了丰富的功能，支持多种标准

首先，OpenSSL实现了ASN.1的证书和密钥相关标准，提供了对证书、公钥、私钥、证书请求以及CRL等数据对象的DER、PEM和BASE64的编解码功能。 OpenSSL提供了产生各种公开密钥对和对称密钥的方法、函数和应用程序，同时提供了对公钥和私钥的DER编解码功能。并实现了私钥的PKCS#12和PKCS#8的 编解码功能。OpenSSL在标准中提供了对私钥的加密保护功能，使得密钥可以安全地进行存储和分发

在此基础上，OpenSSL实现了对证书的X.509标准编解码、PKCS#12格式的编解码以及PKCS#7的编解码功能。并提供了一种文本数据库，支持证书的管理功能， 包括证书密钥产生、请求产生、证书签发、吊销和验证等功能

事实上，OpenSSL提供的CA应用程序就是一个小型的证书管理中心（CA），实现了证书签发的整个流程和证书管理的大部分机制

实例

: << comment
key格式：私有的密钥
csr格式：证书签名请求（证书请求文件），含有公钥信息，certificate signing request的缩写
crt格式：证书文件，certificate的缩写
pem格式：用于导出，导入证书时候的证书的格式，有证书开头，结尾的格式
crl格式：证书吊销列表，Certificate Revocation List的缩写
comment

# 制作并信任您自己的证书：任何人都可以在没有CA帮助的情况下制作自己的证书。 唯一的区别是您自己制作的证书不会被其他任何人信任
# CA根证书的生成步骤:生成CA私钥（.key）-->生成CA证书请求（.csr）-->自签名得到根证书（.crt）（CA给自已颁发的证书）
openssl genrsa -out ca.key 4096 # 生成ca私钥
openssl req -new -x509 -key ca.key -days 365 -out ca.crt  # 生成ca根证书

# 用户证书的生成步骤：生成私钥(.key)-->生成证书请求(.csr)-->用ca根证书签名得到(.crt)
## 服务器端用户证书：
openssl genrsa -des3 -out server.key 4096   # 生成ca私钥
openssl req -new -key server.key -out server.csr    # 生成csr,此处组织名称可以填写泛域名如：*.19950128.com
openssl x509 -req -days 365 -sha256 ca -keyfile ca.key -cert ca.crt -in server.csr -out server.crt

## 客户端用户证书(和服务端类似，目的是为了实现双向认证)
openssl genrsa -des3 -out client.key 4096
openssl req -new -key client.key -out client.csr
openssl x509 -req -days 365 -sha256 -keyfile ca.key ca -cert ca.crt -in client.csr -out client.crt

## 生成pem格式证书
cat client.crt client.key > client.pem
cat server.crt server.key > server.pem

: << comment
SSL证书的公共名称 (CN)。 该公共名称 (CN) 是使用该证书的系统的标准名称。 如果您使用的是动态 DNS，那么 CN 应该具有通配符，
例如： *.api.com. 否则，使用网关集群中设置的主机名或 IP 地址
生成自己专用密钥和公用证书。回答问题并在出现提示时输入公共名称
comment
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout key.pem -x509 -days 365 -out certificate.pem
# 检查已创建的证书
openssl x509 -text -noout -in certificate.pem


openssl dhparam -out dhparams.pem -dsaparam 2048    # 生成dhparams.pem文件

# 一步生成crt和key
openssl req -x509 -out localhost.crt -keyout localhost.key \
  -newkey rsa:2048 -nodes -sha256 -days 3650\
  -subj '/CN=*.19950128.com' -extensions EXT -config <( \
printf "[dn]\nCN=*.19950128.com\n[req]\ndistinguished_name = dn\n[EXT]\nsubjectAltName=DNS:*.19950128.com\\
nkeyUsage=digitalSignature\nextendedKeyUsage=serverAuth")

# 消息摘要算法应用例子
openssl dgst -sha1 file.txt # 用SHA1算法计算文件file.txt的哈西值，输出到stdout：

用SHA1算法计算文件file.txt的哈西值，输出到文件digest.txt：

# openssl sha1 -out digest.txt file.txt

用DSS1(SHA1)算法为文件file.txt签名，输出到文件dsasign.bin。签名的private key必须为DSA算法产生的，保存在文件dsakey.pem中。

# openssl dgst -dss1 -sign dsakey.pem -out dsasign.bin file.txt

用dss1算法验证file.txt的数字签名dsasign.bin，验证的private key为DSA算法产生的文件dsakey.pem。

# openssl dgst -dss1 -prverify dsakey.pem -signature dsasign.bin file.txt

用sha1算法为文件file.txt签名,输出到文件rsasign.bin，签名的private key为RSA算法产生的文件rsaprivate.pem。

# openssl sha1 -sign rsaprivate.pem -out rsasign.bin file.txt

用sha1算法验证file.txt的数字签名rsasign.bin，验证的public key为RSA算法生成的rsapublic.pem。

# openssl sha1 -verify rsapublic.pem -signature rsasign.bin file.txt

2、对称加密应用例子

对称加密应用例子，用DES3算法的CBC模式加密文件plaintext.doc，加密结果输出到文件ciphertext.bin。

# openssl enc -des3 -salt -in plaintext.doc -out ciphertext.bin

用DES3算法的OFB模式解密文件ciphertext.bin，提供的口令为trousers，输出到文件plaintext.doc。注意：因为模式不同，该命令不能对以上的文件进行解密。

# openssl enc -des-ede3-ofb -d -in ciphertext.bin -out plaintext.doc -pass pass:trousers

用Blowfish的CFB模式加密plaintext.doc，口令从环境变量PASSWORD中取，输出到文件ciphertext.bin。

# openssl bf-cfb -salt -in plaintext.doc -out ciphertext.bin -pass env:PASSWORD

给文件ciphertext.bin用base64编码，输出到文件base64.txt。

# openssl base64 -in ciphertext.bin -out base64.txt

用RC5算法的CBC模式加密文件plaintext.doc，输出到文件ciphertext.bin，salt、key和初始化向量(iv)在命令行指定。

# openssl rc5 -in plaintext.doc -out ciphertext.bin -S C62CB1D49F158ADC -iv E9EDACA1BD7090C6 -K 89D4B1678D604FAA3DBFFD030A314B29

3、Diffie-Hellman应用例子

使用生成因子2和随机的1024-bit的素数产生D0ffie-Hellman参数，输出保存到文件dhparam.pem

# openssl dhparam -out dhparam.pem -2 1024

从dhparam.pem中读取Diffie-Hell参数，以C代码的形式，输出到stdout。

# openssl dhparam -in dhparam.pem -noout -C

4、DSA应用例子应用例子

生成1024位DSA参数集，并输出到文件dsaparam.pem。

# openssl dsaparam -out dsaparam.pem 1024

使用参数文件dsaparam.pem生成DSA私钥匙，采用3DES加密后输出到文件dsaprivatekey.pem

# openssl gendsa -out dsaprivatekey.pem -des3 dsaparam.pem

使用私钥匙dsaprivatekey.pem生成公钥匙，输出到dsapublickey.pem

# openssl dsa -in dsaprivatekey.pem -pubout -out dsapublickey.pem

从dsaprivatekey.pem中读取私钥匙，解密并输入新口令进行加密，然后写回文件dsaprivatekey.pem

# openssl dsa -in dsaprivatekey.pem -out dsaprivatekey.pem -des3 -passin

5、RSA应用例子

产生1024位RSA私匙，用3DES加密它，口令为trousers，输出到文件rsaprivatekey.pem

# openssl genrsa -out rsaprivatekey.pem -passout pass:trousers -des3 1024

从文件rsaprivatekey.pem读取私匙，用口令trousers解密，生成的公钥匙输出到文件rsapublickey.pem

# openssl rsa -in rsaprivatekey.pem -passin pass:trousers -pubout -out rsapubckey.pem

用公钥匙rsapublickey.pem加密文件plain.txt，输出到文件cipher.txt

# openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey rsapublickey.pem -in plain.txt -out cipher.txt

使用私钥匙rsaprivatekey.pem解密密文cipher.txt，输出到文件plain.txt

# openssl rsautl -decrypt -inkey rsaprivatekey.pem -in cipher.txt -out plain.txt

用私钥匙rsaprivatekey.pem给文件plain.txt签名，输出到文件signature.bin

# openssl rsautl -sign -inkey rsaprivatekey.pem -in plain.txt -out signature.bin

用公钥匙rsapublickey.pem验证签名signature.bin，输出到文件plain.txt

# openssl rsautl -verify -pubin -inkey rsapublickey.pem -in signature.bin -out plain

从X.509证书文件cert.pem中获取公钥匙，用3DES加密mail.txt，输出到文件mail.enc

# openssl smime -encrypt -in mail.txt -des3 -out mail.enc cert.pem

从X.509证书文件cert.pem中获取接收人的公钥匙，用私钥匙key.pem解密S/MIME消息mail.enc，结果输出到文件mail.txt

# openssl smime -decrypt -in mail.enc -recip cert.pem -inkey key.pem -out mail.txt

cert.pem为X.509证书文件，用私匙key,pem为mail.txt签名，证书被包含在S/MIME消息中，输出到文件mail.sgn

# openssl smime -sign -in mail.txt -signer cert.pem -inkey key.pem -out mail.sgn

验证S/MIME消息mail.sgn，输出到文件mail.txt，签名者的证书应该作为S/MIME消息的一部分包含在mail.sgn中

# openssl smime -verify -in mail.sgn -out mail.txt

制作并信任您自己的证书： 任何人都可以在没有CA帮助的情况下制作自己的证书。 唯一的区别是您自己制作的证书不会被其他任何人信任;然后，您可以使用 localhost.crt和localhost.key配置本地网站服务器，并在本地受信任的根列表中安装localhost.crt

如果您希望在开发证书中更加逼真，可以使用(minica)[https://github.com/jsha/minica]生成自己的本地根证书，并颁发由其签名的终 端（又称叶）证书。 然后，您将导入根证书而不是自签名的终端证书;您还可以选择使用带有点的域，例如www.localhost，将其作为别 名添加到/etc/hosts作为127.0.0.1的别名。这巧妙地改变了浏览器处理cookie存储的方式

openssl req -x509 -out localhost.crt -keyout localhost.key
-newkey rsa:2048 -nodes -sha256
-subj '/CN=localhost' -extensions EXT -config <(
printf "[dn]\nCN=localhost\n[req]\ndistinguished_name = dn\n[EXT]\nsubjectAltName=DNS:localhost\nkeyUsage=digitalSignature\nextendedKeyUsage=serverAuth")