加解密技术

               加解密技术

一.加密/解密
1.什么是算法？什么是密钥？
算法：加密/解密所使用的转换规则
密钥：加密/解密所使用的指令或代码

2.加密的目的和方式
--确保数据的机密性
加密的方式：
   对称加密：加密/解密用同一个密钥
   非对称加密：加密/解密用不同的密钥（公钥/私钥）
--保护信息的完整性
   信息摘要：基于输入的信息生成长度较短 位数固定的散列值

3.常见的加密算法：

对称加密：
--DES，Data Encryption Standard 数据加密算法
--AES，Advanced Encryption Standard 高级加密算法
非对称加密：
--RSA，Rivest Shamirh Adleman 由发明者的三个人名组成
--DSA,Digital Signature Algorithm 数字签名算法

信息摘要：
--MD5,Message Digest Algorithm 5
--SHA,Secure Hash Algorithm

4.MD5完整性检验

系统中的每个文件都有一个唯一的MD5值，当文件被修改之后，MD5值也会随之改变；
我们可以利用这一特性，通过查看文件的MD5值来判断文件是否经过修改，防止别人的“恶作剧”。

root@localhost test]# md5sum a.txt    //创建一个测试文件，查看一下MD5值
bf7b0cb3765580ec2f58c215319aeea8  a.txt
[root@localhost test]# vim a.txt     //做不容易被发现的更改，比如在行尾添加一个空格
[root@localhost test]# md5sum a.txt     //再次查看其MD5值
456466dcc2b97adf52a50c94183e7266  a.txt   //发现MD5值已经改变

5.GnuPG，加密工具

1)GnuPG,GUN Privacy Guard,最流行的数据加密，数字签名工具软件

[root@localhost test]# gpg --version    //查看软件版本
gpg (GnuPG) 2.0.14
libgcrypt 1.4.5
Copyright (C) 2009 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

Home: ~/.gnupg
支持的算法：
公钥：RSA, ELG, DSA
对称加密：3DES, CAST5, BLOWFISH, AES, AES192, AES256, TWOFISH, CAMELLIA128,
              CAMELLIA192, CAMELLIA256
散列：MD5, SHA1, RIPEMD160, SHA256, SHA384, SHA512, SHA224
压缩：不压缩, ZIP, ZLIB, BZIP2

二.使用GPG加/解密文件

对称方式：
--加密操作：-c或者--symmetric
--解密操作：-d或者--decrypt

[root@localhost test]# gpg -c test.txt

[root@localhost test]#ls    //加密后会生成一个gpg的文件
test.txt test.txt.gpg
[root@localhost test]# file test.txt*    //查看文件类型
test.txt:     ASCII text
test.txt.gpg: data

[root@localhost test]# gpg -d test.txt.gpg > dtest.txt   //解密-d

非对称方式：
工作原理：
公钥解密，私钥解密
 用户A和用户B加密通信，用户B先生成一对密钥对，然后用户B把自己的公钥上传到互联网上，用户A获取到用户B的公钥之后，用用户B的公钥进行加密，生成加密的数据，最后用户B用自己的私钥揭开加密数据，其他人由于没有用户B的私钥，所以接不开加密数据。

1、非对称密钥成对出现，使用收件人的公钥加密，发给收件人，收件人有一个与之对应的私钥，才能解密。
2、bob要给alice发一个加密的文件，需要使用alice的公钥加密
*************************** 前期准备************************************
用ssh -X 的方式分别登录到bob和alice，不要用su的方式

--alice创建密钥对：--gen-key
--alice导出公钥：--export --armor 或-a
--bob导入公钥：--import
2.1
[alice@rhel6-1 ~]$ gpg --gen-key      //按向导回答问题
gpg (GnuPG) 2.0.14; Copyright (C) 2009 Free Software Foundation, Inc.
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

请选择您要使用的密钥种类：
  (1) RSA and RSA (default)
  (2) DSA and Elgamal
  (3) DSA (仅用于签名)
  (4) RSA (仅用于签名)
您的选择？             //设置用户信息，私钥口令
...
我们需要生成大量的随机字节。这个时候您可以多做些琐事(像是敲打键盘、移动
鼠标、读写硬盘之类的)，这会让随机数字发生器有更好的机会获得足够的熵数。
我们需要生成大量的随机字节。这个时候您可以多做些琐事(像是敲打键盘、移动    
鼠标、读写硬盘之类的)，这会让随机数字发生器有更好的机会获得足够的熵数。

                       //过程中让你填写的密码是用于保护私钥的
公钥和私钥已经生成并经签名。

gpg: 正在检查信任度数据库
gpg: 需要 3 份勉强信任和 1 份完全信任，PGP 信任模型
gpg: 深度：0 有效性：  1 已签名：  0 信任度：0-，0q，0n，0m，0f，1u
pub   2048R/96A314F4 2014-04-26
密钥指纹 = B9FE F46D 26AF B55F D0A3  94D7 1E4B 2764 96A3 14F4
uid                  alice
sub   2048R/8805B9B4 2014-04-26
                       //看到类似信息，表示密钥对生成成功
[alice@rhel6-1 ~]$ gpg --list-keys
/root/.gnupg/pubring.gpg            //查看公钥详细信息
------------------------
pub   2048R/96A314F4 2014-04-26
uid                  alice
sub   2048R/8805B9B4 2014-04-26

[alice@rhel6-1 ~]$ gpg --list-secret        //查看私钥相关信息

2.2  alice把公钥传递给bob

[alice@rhel6-1 ~]$ gpg -a --export > /tmp/alice.pub    //上传公钥

选项-a代表用ASSIC码的方式加密

2.3  bob收到alice的公钥后，用其加密文档

[bob@rhel6-1 ~]$ gpg --import /tmp/alice.pub         //导入公钥
gpg: 密钥 96A314F4：“alice ”未改变
gpg: 合计被处理的数量：1
gpg:           未改变：1
[bob@rhel6-1 ~]$ gpg --list-keys        //bob查看导入的公钥
/home/bob/.gnupg/pubring.gpg
----------------------------
pub   2048R/A3820BAE 2013-12-04
uid                  alice
sub   2048R/60AFF7EC 2013-12-04
*************************加解密操作****************************************

--加密操作：--encrypt 或-e
--指定目标用户：--recipient（受体）或-r
--解密操作：--decrypt或-d

加密文件：
[bob@rhel6-1 ~]$ gpg -ear alice bob.txt

2.4  bob把加密后的文件发给alice
[bob@rhel6-1 ~]$ cp bob.txt.asc /tmp/

2.5  alice解密文件
[alice@rhel6-1 ~]$ cp /tmp/bob.txt.asc .
[alice@rhel6-1 ~]$ gpg bob.txt.asc        //用私钥解密
[alice@rhel6-1 ~]$ ls
bob.txt  bob.txt.asc
[alice@rhel6-1 ~]$ cat bob.txt
this is from bob

一次加密传输至此完成！

三、使用GPG实现签名

1、签名可实现的功能：
（1）身份认证，表明用户确实是他声称的那个人
（2）数据完整性，数据一旦被篡改，签名就会失效
（3）认可：不可抵赖
2、alice发送签名文件给bob
2.1  alice签名一个纯文本文件
[alice@rhel6-1 ~]$ echo 'alice file' > alice.txt
[alice@rhel6-1 ~]$ gpg -b alice.txt    //-b选项创建签名
[alice@rhel6-1 ~]$ ls
alice.txt  alice.txt.sig
2.2  把原文和签名文件发送给bob
[alice@rhel6-1 ~]$ cp alice.txt* /tmp/
2.3  验证签名
[bob@rhel6-1 ~]$ cp /tmp/alice.txt* .
[bob@rhel6-1 ~]$ ls
alice.txt  alice.txt.sig
[bob@rhel6-1 ~]$ gpg --verify alice.txt.sig
gpg: 于 2013年12月04日 星期三 15时59分51秒 CST 创建的签名，使用 RSA，钥匙号 A3820BAE
gpg: 完好的签名，来自于“alice ”
gpg: 警告：这把密钥未经受信任的签名认证！
gpg:       没有证据表明这个签名属于它所声称的持有者。
主钥指纹： D780 8E96 D660 D394 1001  BF02 22BF 7AF9 A382 0BAE

2.4  把alice.txt的内容稍做修改存盘，再次验证
[bob@rhel6-1 ~]$ vim alice.txt
[bob@rhel6-1 ~]$ gpg --verify alice.txt.sig
gpg: 于 2013年12月04日 星期三 15时59分51秒 CST 创建的签名，使用 RSA，钥匙号 A3820BAE
gpg: 已损坏的签名，来自于“alice ”