互联网安全机制及OpenSSL自建CA

时间：2014-08-02 15:42:34 阅读：510 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

网络诞生的早期，能够接入网络的主机非常少，在当时基本上没有什么网络安全的概念，后来随着接入互联网的主机越来越多，之前的网络接入环境也越来越不适应后来网络的发展，俗话说“林子大了什么鸟都有”所以网络安全也越来越显得尤为重要，接下来这篇博文我们就浅谈一下网络安全的概念。

一：互联网安全的几大重要特征

网络安全几大重要标准：数据保密性；数据完整性；不可否认性。想要实现数据保密性需要对传输过程进行加密。要想让数据没有被非法授权，侵入，修改等破环行为，保护数据的完整性，需要对数据进行身份认证，而在实现这一系列的安全过程需要众多密码算法和协议。

二：密码算法和协议

对称加密:加密和解密使用同一密码。

非对称加密：加密和解密使用不同的密钥，分为公钥和私钥，公钥是从私钥里提取出来，公钥可以公开给其他人，私钥只能自己使用，用公钥加密就只能用对应的私钥解密，相对的用私钥加密就只能用对应的公钥解密。

单向加密：提取数据的特征码，特征码具有定长输出，和雪崩效应两个特性，一个微小的数据改动就会使提出来的特征码产生巨大的变化，这种特性对验证数据的完整性具有重要的作用。

现在互联网的安全传输过程就是有上面的几种加密算法实现的，下面就然我们浅析下互联网加密传输的过程。问：现在有两个人A和B。A现在想要和B进行通信，那A怎样让B知道自己是A且传过来数据没有被修改过呢？。

要想实现这个过程，A需用“单向加密”算法提取所要传输数据的特征码，然后A在用自己的私钥对所提出来的特征码进行“非对称加密”。此时把加密后的数据(假设为数据C），传输给B。B呢在利用A 的公钥（A的公钥每个人都可以有）进行解密，能解密那么A的身份就能获得验证，且解密出来的数据是A从传输数据里提出来的特征码（A是对数据的特征码进行加的密），然后B再用“单向加密”（相同算法）提取数据的特征码，如果特征码相同则证明数据了完整性。

问：那A传给B的数据怎样只有B才能看到呢？

A先用对称算法得出一段密码，在用这段密码把上面得出的数据C整体进行加密得出另一段密码，此时A在用B的公钥对这段密码进行加密得出结果放到数据后面一并发给B，如果B能用自己的私钥解开数据得到密码，说明是发给B的数据，此时B获得了A加密时用的密码，然后B在用相同的算法和获得密码得到数据C，剩下的过程就是重复第一问的过程了，这样整个安全传输过程就完成了，B也能解开A所发的数据（说明只有B才能解开数据的安全行得到验证），B也能验证A的身份（用A的公钥进行解密，身份性的到验证），B也能确保数据的完整（提取特征码，数据的完整性得到保证）。

问：有人会疑惑这样虽然能解决安全传输的一些问题，但这个过程的一个重要参与者公钥怎样确保他是合法的呢？

关于公钥的合法性我们只有通过有道德的机构来签发，这种机构我们都默认他是有道德的有公信力的，我们都认可的。当然你如果只在自己公司内部实现CA证书认证，让老板发个文在公司内部自己建一个CA签证服务也是可以的。

问：CA的合法性如何进行验证？

先用CA的公钥对CA进行解密，能够解密说明是CA颁发的，解密出来的是一段特征码，使用者再用同样的算法去计算CA的特征码，并比较CA的特征码是否相同如果相同表明CA没有被修改过。还要验证下CA的证书是否过期，是否吊销等。

总结一下：如果想保证自己的身份性，就用自己的私钥进行加密，如果想要保证数据的安全性就用对方的公钥进行加密。

三：SSL&TSL

上面简单介绍了互联网安全传输的一些机制，下面我们来了解下一种开源的安全传输标准SSL&TSL（Open Secure Socket Layer）。

SSL（Secure Socket Layer）：安全套接层是一种安全协议，目的是为互联网通信，提供安全及数据完整性保障。在网景公司（Netscape）推出首版Web浏览器的同时提出SSL，IETF将SSL进行标准化，1999年公布了TLS标准文件。

传输过程：1）client发送一个会话请求并随机生成一串数字生成会话密钥，发送给server端。

2）server端发出响应信号，与客户端协商加密版本，如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信，一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"，确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密，服务器证书。

3）当双方知道了连接参数，客户端与服务器交换证书（依靠被选择的公钥系统）。这些证书通常基于X.509，不过也有支持OpenPGP为基础的证书。

4）服务器请求客户端公钥。客户端有证书即双向身份认证，没证书时随机生成公钥。

5）客户端与服务器通过公钥保密协商共同的主私钥（双方随机协商），这通过精心谨慎设计的伪随机数功能实现，所有其他关键数据的加密均使用这个“主密钥”。

TLS：TLS利用密钥算法在互联网上提供端点身份认证与通讯保密，其基础是公钥基础设施（public key infrastructure，PKI）。不过在实现的典型例子中，只有网络服务者被可靠身份是经过验证，而其客户端则不一定。这是因为公钥基础设施普遍商业运营，电子签名证书通常需要付费购。---wikipedia

四：OpenSSL

1)OpenSSL定义

OpenSSL是套开放源代码的软件库包，实现了SSL与TLS协议。其主要库是以C语言所写成，实现了基本的加密功能。OpenSSL可以运行在绝大多数类Unix操作系统上（包括Solaris，Linux，Mac OS X与各种版本的开放源代码BSD操作系统），OpenVMS与Microsoft Windows。它也提供了一个移植版本，可以在IBM i（OS/400）上运作。