加密算法

对称加密算法

对称加密：加密和解密使用同一个密钥

• 免费
  • DES：Data Encryption Stadard，56bits
  • 3DES
  • AES：Advanced（128，192，256bits）
• 商用
  • Blowfish，Twofish
  • IDEA，RC6，CAST5

特性

1. 加密、解密使用同一个密钥，效率高
2. 将原始数据分割成固定大小的块，逐个进行加密

缺陷：

1. 密钥过多
2. 密钥分发困难
3. 数据来源无法确认

---

非对称加密算法

基于一对公钥/私钥对

密钥是成对出现，用密钥对中的一个加密，另一个解密

• 公钥：公开给所有人；public key
• 私钥：自己留存，必须保证其私密性；secret key

特点

用公钥加密数据，只能使用与之配对的私钥解密；反之亦然

功能

• 数字签名：主要在于让接收方确认发送方身份
• 对称密钥交换：发送方用对方的公钥加密一个对称密钥后发送给对方
• 数据加密：适合加密较小数据

缺点

密钥长，加密解密效率低下

算法

• RSA（加密，数字签名）
• DSA（数字签名）
• ELGamal

实现加密

1. 接收者：
   生成公钥/密钥对：P和S
   公开公钥P，保密密钥S
2. 发送者：
   使用接收者的公钥来加密消息M
   将P(M)发送给接收者
3. 接收者：
   使用密钥S来解密：M=S(P(M))

实现数字签名

1. 发送者：
   生成公钥/密钥对：P和S
   公开公钥P，保密密钥S
   使用密钥S来加密消息M
   发送给接收者S(M)
2. 接收者
   使用发送者的公钥来解密M=P(S(M))

---

单向散列（hash）算法

将任意数据缩小成固定大小的“指纹”

• 任意长度输入
• 固定长度输出
• 若修改数据，指纹也会改变（“不会产生冲突”）
• 无法从指纹中重新生成数据（“单向”）

功能：

数据完整性

常见算式：

md5：128bits
sha1：160bits
sha224：224bits
sha256：256bits
sha384：384bits
sha512：512bits

常用工具：

• md5sum | sha1sum [--check] file
• openssl、gpg
• rpm -V

---

密钥交换

密钥交换：IKE（Internet Key Exchange）

• 公钥加密
• DH（Deffie-Hellman）：生成会话密钥，参看如下
  https://en.wikipedia.org/wiki/Diffie%E2%80%93Hellman_key_exchange

DH

1. A：a，p协商生成公开的整数a，大素数p
   B：a，p
2. A：生成隐私数据：x(x<p)，计算得出a^x%p，发送给B
   B：生成隐私数据：y，计算得出a^y%p，发送给A
3. A：计算得出[(a^y%p)^x]%p=a^xy%p，生成为密钥
   B：计算得出[(a^x%p)^y]%p=a^xy%p,生成为密钥

---

应用程序：RPM

文件完整性的两种实施方式

1. 被安装的文件
   • MD5单向散列
   • rpm --verify package_name（or -V）
2. 发行的软件报文件
   • GPG公钥签名
   • rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-redhat*
   • rpm --checksig pakage_file_name（or -k）

---

使用gpg实现对称加密

示例

• 对称加密 file1 文件

  [root@node2 tmp]# gpg -c file1
  gpg: directory `/root/.gnupg' created
  gpg: new configuration file `/root/.gnupg/gpg.conf' created
  gpg: WARNING: options in `/root/.gnupg/gpg.conf' are not yet active during this run
  gpg: keyring `/root/.gnupg/pubring.gpg' created
  [root@node2 tmp]# ls
  file1  file1.gpg
  [root@node2 tmp]# ll
  total 8
  -rw-r--r--. 1 root root 257 Mar 10 10:03 file1
  -rw-r--r--. 1 root root 185 Mar 10 11:31 file1.gpg
  

• 解密 file1.gpg 文件为 f1

  [root@node2 tmp]# gpg -o f1 -d file1.gpg 
  gpg: keyring `/root/.gnupg/secring.gpg' created
  gpg: CAST5 encrypted data
  gpg: encrypted with 1 passphrase
  gpg: WARNING: message was not integrity protected
  [root@node2 tmp]# ll
  total 8
  -rw-r--r--. 1 root root 257 Mar 10 11:37 f1
  -rw-r--r--. 1 root root 257 Mar 10 10:03 file1
  -rw-r--r--. 1 root root 185 Mar 10 11:31 file1.gpg
  

---

使用gpg工具实现公钥加密

在hostB主机上用公钥加密，在hostA主机上解密

1. 在hostA主机上生成公钥/私钥对，保存路径为/root/.gnupg目录
   ~]# gpg -gen-key
2. 在hostA主机上查看公钥
   ~]# gpg --list-keys
3. 在hostA主机上导出公钥为可读格式的指定文件名
   ~]# gpg -a --export -o wang.pubkey
 -a：编码格式
    --export：导出
    -o：指定文件名
4. 从hostA主机上复制公钥文件到需加密的B主机上
   ~]# scp wang.pubkey hostB:
5. 在需加密数据的hostB主机上生成公钥/私钥对
   ~]# gpg --list-keys
~]# gpg --gen-key
6. 在hostB主机上导入hostA的公钥
   ~]# gpg --import wang.pubkey
~]# gpg --list-keys
7. 用从hostA主机导入的公钥，加密hostB主机的文件 file1 ，生成 file1.gpg
   ~]# gpg -e -r wange file1
~]# file file1.gpg
8. 从hostB主机上把刚刚加密生成的文件 file1.gpg 复制给hostA主机
   ~]# scp file1.gpg hostA:
9. 在hostA主机上解密hostB主机传来的文件 file1.gpg
   ~]# gpg -o file1 -d file1.pgp
10. 删除公钥和私钥
    ~]# gpg --delete-keys wange
~]# gpg --delete-secret-keys wange