加解密基础
加密解密相关概念
互联网上中间人攻击通常用的三种方式：1）窃听 2）数据篡改 3）会话劫持
密码算法协议的分类：
a) 对称加密
常用的有：DES、3DES、AES、Blowfish、RC6、CAST5等
特性：1.加密、解密使用同一个密钥。
2.将原始数据分割成固定大小的块，逐个进行加密。
3.加解密速度快，密钥短。
b) 非对称加密(公钥加密)
常用的有：RSA、DSA、DH
特性: 1.用公钥加密的数据，只能使用与之配对儿的私钥解密；反之亦然。
2.公钥公开给所有人，私钥自己留存，必须保持其私密性。
其它一些介绍：
1.RSA可用于数字签名和密钥交换
2.DSA用于数字签名 (Digital SignatureAlgorithm)
3.基于大数运算的加密算法，降低了加解密的速度。一般来说只用于少量数据加密。一般采用对称加密算法加密其文件，然后用非对称算法加密对称算法所用到的对称密钥
4.DH仅适用于密钥交换
c) 单向加密
常用的有： MD5、SHA-1、SHA224、SHA256、SHA384
特性：1.用于数据完整性校验
2.定长输出、雪崩效应
3.只能加密，不能解密，单向的运算
密钥交换算法：
DH算法只能用于密钥的交换，而不能进行消息的加密和解密。
DH 密钥交换算法的原理和过程如下：
有用户Alice 和Bob需要通信。
1.双方先确定2个大素数n和g，这两个数不能保密。
2.Alice再选择一个大随机数x，并计算A：A=g^x mod n
3.Alice将A发给Bob
4.Bob另外选择一个大随机数y，并计算B如下：B=g^y mod n
5.Bob将B发给Alice
6.计算秘密密钥K1,K1=B^x mod n
7.计算秘密密钥K2,K2=A^y mod n
最终结果一定是K1=K2，且K1、K2都没有暴露出来，因此Alice和Bob就可以用K1或者K2来进行加密和解密了。
公钥私钥的知识：
1，公钥和私钥成对出现
2，公开的密钥叫公钥，只有自己知道的叫私钥
3，用公钥加密的数据只有对应的私钥可以解密
4，用私钥加密的数据只有对应的公钥可以解密
5，如果可以用公钥解密，则必然是对应的私钥加的密
6，如果可以用私钥解密，则必然是对应的公钥加的密
公钥加密的2个功能：
1.身份验证/数字签名：【私钥加密数据，公钥来验证数字签名】
【例如：Alice生成两个数字，公钥a，私钥b。Alice用私钥b加密一段数据c(私钥签名)，加密后结果为d，发给Bob，并告诉对方解密出的数据应该是c。如果Bob解密后确认是c，则一定是Alice发送的，因为能用公钥解密的数据，必然是对应的私钥加密的，私钥只有Alice存有，这样就确认了发送方是Alice，这个过程叫数字签名。】
2.数据加密：【公钥加密数据，私钥来解密】
【例如：Alice生成两个数字，公钥a，私钥b。将a发给Bob，告诉他这是公钥。这样Bob用公钥a加密了一段数据c，加密后的数据为d，放到网上，如果被人窃取了，但是没法被解开，因为不知道私钥b，只有Alcie自己知道私钥是b，只有Alice才能知道d解密后的内容。】
总结：
1，用公钥加密数据，用私钥来解密数据(数据加密)
2，用私钥加密数据，用公钥解密，来验证数字签名。在实际的使用中，公钥不会单独出现，总是以数字证书的方式出现，这样是为了公钥的安全性和有效性。
3. 由于公钥加密太费时间。一般只用在密钥交换时候，用公钥加密下。
下面的内容摘自博客：http://blog.itpub.net/21851324/viewspace-1023022/
SSL在通信中的应用：
Alice和Bob要进行安全的通信。很频繁，用公钥加密数据就不行了，原因：
1.Bob没有公私钥对，无法发消息(实际情况下，可以双方都有工私钥对)
2.公私钥加密都很费时间，影响速度。
Alice的公钥1是公开的，Bob找了个数字3，用Alice的公钥1，加密后发给Alice，说我们以后就用这个数字来加密信息吧，Alice解开后，得到了数字3，这样只有Alice和Bob知道这个秘密的数字3，别的人都不知道，因为他们既不知Bob挑了一个什么数字，加密后的内容他们也无法解开，我们把这个秘密的数字3叫做会话密钥。
然后，我们选择一种对称密钥算法，比如DES，（对称算法是说，加密过程和解密过程是对称的，用一个密钥加密，可以用同一个密钥解密），来加密我们之间的通信内容。别人因为不知道3是我们的会话密钥，因而无法解密。
【说明：对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。只要通信需要保密，密钥就必须保密】
总结一下：
1，SSL实现安全的通信
2，通信双方使用一方或者双方的公钥来传递和约定会话密钥 （这个过程叫做握手）
3，双方使用会话密钥，来加密双方的通信内容
实际使用中，比上面说的还要复杂很多。好在先驱们已经实现了这层Layer，取名为SSL(Secure Socket Layer)
OpenSSL：开源项目
三个组件：
openssl: 多用途的命令行工具
libcrypto: 公共加密库
libssl: 库，实现了ssl及tls
对称加密：
工具：openssl enc, gpg
算法：3des, aes, blowfish, twofish
enc命令：【man enc查看详细帮助】
加密：
openssl enc -e -des3 -a -salt -in fstab -out fstab.ciphertext
openssl enc -e -des3 -a -salt -in fstab -out fstab
ciphertext -k 123456 #一步到位，设置密码为123456
解密：
openssl enc -d -des3 -a -salt -in fstab.ciphertext -out fstab
单向加密：
工具：md5sum, sha1sum, sha224sum, sha256sum,..., openssl dgst
sha1sum inittab 和 openssl dgst -sha1 inittab 的结果一样。
md5sum inittab 和 openssl dgst -md5 inittab 的结果一样。
dgst命令：计算消息摘要
如：openssl dgst [-md5|-sha1] FILE # 常用的两种计算摘要方式
openssl base64 -in file -out file.b64 # base64编码文件
openssl base64 -d -in file.b64 -out file.bin # base64解码文件
MAC: Message Authentication Code，单向加密的一种延伸应用，用于实现在网络通信中保证所传输的数据的完整性
机制：
CBC-MAC
HMAC：使用md5或sha1算法
生成用户密码：
passwd命令
openssl passwd -1 -salt SALT 【-1 是数字1，不是字母,salt】
如：openssl passwd -1 -salt 123456
生成随机数：
openssl rand [-base64|-hex] NUM
支持-base64和-hex两种。
NUM: 表示字节数。-hex时，每个字符4位，出现的字符数为NUM*2;
如：openssl rand -hex 4 # 随机生成8位数的字符串
# 使用场景（如批量添加用户时，生成密码）
for ((i=1;i<=10;i++));do
useradd user$i &> /dev/null
p=$(openssl rand -hex 4)
echo $p |passwd --stdin user$i &> /dev/null
echo "user$i :$p" >>/tmp/add_user.txt
done
openssl加密命令基础：
生成密钥对儿：
# 生成私钥，再从私钥中提取出公钥。
openssl genrsa -des3 -out [私钥文件路径] [密钥长度] # 生成私钥，并对其进行des3加密【这样每次自己使用都要输入密码，一般都是有下面的这种】
(umask 077; openssl genrsa -out key.pri 2048) # 生成私钥，不带密码加密。安全起见，设置文件权限600
提取出公钥：
如：openssl rsa -in server.key -pubout > pub.key 【公钥文件权限644】
随机数生成器：
/dev/random：仅从熵池返回随机数；随机数用尽，阻塞
/dev/urandom：从熵池返回随机数；随机数用尽，会利用软件生成伪随机数；非阻塞；
常见的用法：
echo $RANDOM|md5sum #生成随机数
或者下面3种方式都能生成随机数：
date +%N
head -200 /dev/urandom | cksum | cut -d" " -f1
cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -d" " -f1