任務一

• Linux下OpenSSL的安裝與使用
  前往OpenSSL官網，選擇打開OpenSSL源碼下載地址，按照下圖所示方法下載壓縮包“openssl-master.zip
  Linux下使用unzip openssl-master.zip命令解壓
  安裝的具體命令如下：
  $ ./config
  $ make
  $ make test
  $ make install

Linux下OpenSSL的使用
OpenSSL應用程序
通過man openssl查看幫助文檔。

OpenSSL密碼算法庫
編寫一個測試代碼test_openssl.c：

#include <stdio.h> #include <openssl/evp.h>int main(){OpenSSL_add_all_algorithms();return 0; }

gcc -o test_openssl test_openssl.c -L/usr/local/ssl/lib -lcrypto -ldl -lpthread命令編譯，生成“test_openssl”可執行文件，
運行程序，并執行echo $?，結果打印0，測試結果表明安裝成功。

任務二

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

『一、OpenSSL函數介紹』

OpenSSL是一個開放源代碼的SSL協議的產品實現，它采用C語言作為開發語言，具備了跨系統的性能。調用OpenSSL的函數就可以實現一個SSL加密的安全數據傳輸通道，從而保護客戶端和服務器之間數據的安全。

頭文件：
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
基于OpenSSL的程序都要遵循以下幾個步驟：

（1）OpenSSL初始化：
在使用OpenSSL之前，必須進行相應的協議初始化工作，可以通過下面的函數實現：

int SSL_library_int(void);

（2）選擇會話協議：
在利用OpenSSL開始SSL會話之前，需要為客戶端和服務器制定本次會話采用的協議，目前能夠使用的協議包括TLSv1.0、SSLv2、SSLv3、SSLv2/v3。

需要注意的是，客戶端和服務器必須使用相互兼容的協議，否則SSL會話將無法正常進行。

（3）創建會話環境：
在OpenSSL中創建的SSL會話環境稱為CTX，使用不同的協議會話，其環境也不一樣的。

申請SSL會話環境的OpenSSL函數是：

SSL_CTX *SSL_CTX_new(SSL_METHOD * method);

當SSL會話環境申請成功后，還要根據實際的需要設置CTX的屬性，通常的設置是指定SSL握手階段證書的驗證方式和加載自己的證書。

制定證書驗證方式的函數是：
int SSL_CTX_set_verify(SSL_CTX *ctx,int mode,int(*verify_callback),int(X509_STORE_CTX *));

為SSL會話環境加載CA證書的函數是：
SSL_CTX_load_verify_location(SSL_CTX *ctx,const char *Cafile,const char *Capath);

為SSL會話加載用戶證書的函數是：
SSL_CTX_use_certificate_file(SSL_CTX *ctx, const char *file,int type);

為SSL會話加載用戶私鑰的函數是：
SSL_CTX_use_PrivateKey_file(SSL_CTX *ctx,const char* file,int type);

在將證書和私鑰加載到SSL會話環境之后，就可以調用下面的函數來驗證私鑰和證書是否相符：
int SSL_CTX_check_private_key(SSL_CTX *ctx);

（4）建立SSL套接字
SSL套接字是建立在普通的TCP套接字基礎之上，在建立SSL套接字時可以使用下面的一些函數：
SSL *SSl_new(SSL_CTX *ctx);//申請一個SSL套接字

int SSL_set_fd(SSL *ssl,int fd);)//綁定讀寫套接字

int SSL_set_rfd(SSL *ssl,int fd);//綁定只讀套接字

int SSL_set_wfd(SSL *ssl,int fd);//綁定只寫套接字
（5）完成SSL握手
在成功創建SSL套接字后，客戶端應使用函數SSL_connect( )替代傳統的函數connect( )來完成握手過程:
int SSL_connect(SSL *ssl);

而對服務器來講，則應使用函數SSL_ accept ( )替代傳統的函數accept ( )來完成握手過程:
int SSL_accept(SSL *ssl);

握手過程完成之后，通常需要詢問通信雙方的證書信息，以便進行相應的驗證，這可以借助于下面的函數來實現:
X509 *SSL_get_peer_certificate(SSL *ssl);

該函數可以從SSL套接字中提取對方的證書信息，這些信息已經被SSL驗證過了。
X509_NAME *X509_get_subject_name(X509 *a);

該函數得到證書所用者的名字。

（6）進行數據傳輸
當SSL握手完成之后，就可以進行安全的數據傳輸了，在數據傳輸階段，需要使用SSL_read( )和SSL_write( )來替代傳統的read( )和write( )函數，來完成對套接字的讀寫操作：
int SSL_read(SSL *ssl,void *buf,int num);
int SSL_write(SSL *ssl,const void *buf,int num);
（7）結束SSL通信
當客戶端和服務器之間的數據通信完成之后，調用下面的函數來釋放已經申請的SSL資源：

int SSL_shutdown(SSL *ssl);//關閉SSL套接字
void SSl_free(SSL *ssl);//釋放SSL套接字
void SSL_CTX_free(SSL_CTX *ctx);//釋放SSL會話環境

• server代碼

#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 1024int 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]);elsemyport = 7838;if (argv[2])lisnum = atoi(argv[2]);elselisnum = 2;/* SSL 庫初始化 */SSL_library_init();/* 載入所有 SSL 算法 */OpenSSL_add_all_algorithms();/* 載入所有 SSL 錯誤消息 */SSL_load_error_strings();/* 以 SSL V2 和 V3 標準兼容方式產生一個 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);}/* 載入用戶的數字證書， 此證書用來發送給客戶端。 證書里包含有公鑰 */if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 載入用戶私鑰 */if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0){ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 檢查用戶私鑰是否正確 */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);} elseprintf("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);} elseprintf("binded\n");if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {perror("listen");exit(1);} elseprintf("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);} elseprintf("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 產生一個新的 SSL */ssl = SSL_new(ctx);/* 將連接用戶的 socket 加入到 SSL */SSL_set_fd(ssl, new_fd);/* 建立 SSL 連接 */if (SSL_accept(ssl) == -1) {perror("accept");close(new_fd);break;}/* 開始處理每個新連接上的數據收發 */bzero(buf, MAXBUF + 1);strcpy(buf, "server->client");/* 發消息給客戶端 */len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));if (len <= 0) {printf("消息'%s'發送失敗！錯誤代碼是%d，錯誤信息是'%s'\n",buf, errno, strerror(errno));goto finish;} elseprintf("消息'%s'發送成功，共發送了%d個字節！\n",buf, len);bzero(buf, MAXBUF + 1);/* 接收客戶端的消息 */len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);if (len > 0)printf("接收消息成功:'%s'，共%d個字節的數據\n",buf, len);elseprintf("消息接收失敗！錯誤代碼是%d，錯誤信息是'%s'\n",errno, strerror(errno));/* 處理每個新連接上的數據收發結束 */finish:/* 關閉 SSL 連接 */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; }

• talent代碼

#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("數字證書信息:\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("參數格式錯誤！正確用法如下：\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用來從某個" "IP 地址的服務器某個端口接收最多 MAXBUF 個字節的消息", argv[0], argv[0]); exit(0); } /* SSL 庫初始化，參看 ssl-server.c 代碼 */ 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); } /* 創建一個 socket 用于 tcp 通信 */ if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { perror("Socket"); exit(errno); } printf("socket created\n"); /* 初始化服務器端（對方）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"); /* 連接服務器 */ if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) { perror("Connect "); exit(errno); } printf("server connected\n"); /* 基于 ctx 產生一個新的 SSL */ ssl = SSL_new(ctx); SSL_set_fd(ssl, sockfd); /* 建立 SSL 連接 */ if (SSL_connect(ssl) == -1) ERR_print_errors_fp(stderr); else { printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl)); ShowCerts(ssl); } /* 接收對方發過來的消息，最多接收 MAXBUF 個字節 */ bzero(buffer, MAXBUF + 1); /* 接收服務器來的消息 */ len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF); if (len > 0) printf("接收消息成功:'%s'，共%d個字節的數據\n", buffer, len); else { printf ("消息接收失敗！錯誤代碼是%d，錯誤信息是'%s'\n", errno, strerror(errno)); goto finish; } bzero(buffer, MAXBUF + 1); strcpy(buffer, "from client->server"); /* 發消息給服務器 */ len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer)); if (len < 0) printf ("消息'%s'發送失敗！錯誤代碼是%d，錯誤信息是'%s'\n", buffer, errno, strerror(errno)); else printf("消息'%s'發送成功，共發送了%d個字節！\n", buffer, len); finish: /* 關閉連接 */ 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 telent.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
• 生成的私鑰和證書如圖
  

程序運行方式:
./server 7838 1 CAcert.pem privkey.pem
./telent 127.0.0.1 7838

• 如果運行程序出現如下問題時
  openssl: error while loading shared libraries: libssl.so.1.1

在ubuntu 16.4LTS上編譯安裝openssl后，運行de >openssl versionde>出現如下錯誤：

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

這是由于openssl庫的位置不正確造成的。

解決方法：
sudo 執行:

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

轉載于:https://www.cnblogs.com/Vventador/p/10116046.html

總結

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