2017-2018-1 20155327 实验五 通讯协议设计 实验一&＃xff1a;
实验要求&＃xff1a;
在Ubuntu中完成 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/5087623.html 中的作业
两人一组
基于Socket实现TCP通信&＃xff0c;一人实现服务器&＃xff0c;一人实现客户端
研究OpenSSL算法&＃xff0c;测试对称算法中的AES&＃xff0c;非对称算法中的RSA&＃xff0c;Hash算法中的MD5
选用合适的算法&＃xff0c;基于混合密码系统实现对TCP通信进行机密性、完整性保护。
学有余力者&＃xff0c;对系统进行安全性分析和改进。
提交运行结果截图
实验过程&＃xff1a;
1.阅读博客&＃xff1a;
- OpenSSL
是一个安全套接字层密码库&＃xff0c;囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议&＃xff0c;并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。 - OpenSSL主要的功能部分&＃xff1a;
密码算法库
SSL协议库
应用程序 - 在密码算法库的基础上实现的&＃xff0c;SSL协议部分完全实现和封装了SSL协议的三个版本和TLS协议。使用协议库&＃xff0c;你完全可以建立一个SSL服务器和SSL客户端。
应用程序是基于密码算法库和SSL协议库实现的命令&＃xff0c;熟悉OpenSSL可以从使用这些应用程序开始。应用程序覆盖了密码技术的应用&＃xff0c;主要包括了各种算法的加密程序和各种类型密钥的产生程序(如RSA、Md5、Enc等等)、证书签发和验证程序&＃xff08;如Ca、X509、Crl等&＃xff09;、SSL连接测试程序&＃xff08;如S_client和S_server等&＃xff09;以及其它的标准应用程序&＃xff08;如Pkcs12和Smime等&＃xff09;。
2.Linux下OpenSSL的安装
过程一般是&＃xff1a;
configure
make
make install
OpenSSL的安装也是这样。首先解压源代码&＃xff1a;
tar xzvf openssl-1.1.0-pre1.tar.gz
然后进入源代码目录&＃xff1a;
cd openssl-1.1.0-pre1
然后使用下列命令编译安装&＃xff1a;
./configuremakesudo make install
3.Linux下OpenSSL的使用
OpenSSL应用程序
通过man openssl查看帮助文档。
OpenSSL密码算法库
编写一个测试代码test_openssl.c&＃xff1a;
#include
#include
}
然后用下面命令编译&＃xff1a;
gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread
执行./to;echo $?,结果打印0.
实验中我负责客户端的代码&＃xff1a;
实验结果&＃xff1a;
实验二&＃xff1a;
实验要求&＃xff1a;
在Ubuntu中实现对实验二中的“wc服务器”通过混合密码系统进行防护
提交测试截图
实验过程&＃xff1a;
1.混合密码系统&＃xff1a;
代码如下&＃xff1a;
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
{ X509 *cert; char *line; cert &＃61; SSL_get_peer_certificate(ssl); if (cert !&＃61; NULL) { printf("数字证书信息:\n"); line &＃61; X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0); printf("证书: %s\n", line); free(line); line &＃61; X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0); printf("颁发者: %s\n", line); free(line); X509_free(cert); } else printf("无证书信息&＃xff01;\n");
} int main(int argc, char **argv)
{ int sockfd, len; struct sockaddr_in dest; char buffer[MAXBUF &＃43; 1]; SSL_CTX *ctx; SSL *ssl; if (argc !&＃61; 3) { printf("参数格式错误&＃xff01;正确用法如下&＃xff1a;\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用来从某个" "IP 地址的服务器某个端口接收最多 MAXBUF 个字节的消息", argv[0], argv[0]); exit(0); } /* SSL 库初始化&＃xff0c;参看 ssl-server.c 代码 */ SSL_library_init(); OpenSSL_add_all_algorithms(); SSL_load_error_strings(); ctx &＃61; SSL_CTX_new(SSLv23_client_method()); if (ctx &＃61;&＃61; NULL) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */ if ((sockfd &＃61; socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) <0) { perror("Socket"); exit(errno); } printf("socket created\n"); /* 初始化服务器端&＃xff08;对方&＃xff09;的地址和端口信息 */ bzero(&dest, sizeof(dest)); dest.sin_family &＃61; AF_INET; dest.sin_port &＃61; htons(atoi(argv[2])); if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) &＃61;&＃61; 0) { perror(argv[1]); exit(errno); } printf("address created\n"); /* 连接服务器 */ if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) !&＃61; 0) { perror("Connect "); exit(errno); } printf("server connected\n"); /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */ ssl &＃61; SSL_new(ctx); SSL_set_fd(ssl, sockfd); /* 建立 SSL 连接 */ if (SSL_connect(ssl) &＃61;&＃61; -1) ERR_print_errors_fp(stderr); else { printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl)); ShowCerts(ssl); } /* 接收对方发过来的消息&＃xff0c;最多接收 MAXBUF 个字节 */ bzero(buffer, MAXBUF &＃43; 1); /* 接收服务器来的消息 */ len &＃61; SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF); if (len > 0) printf("接收消息成功:&＃39;%s&＃39;&＃xff0c;共%d个字节的数据\n", buffer, len); else { printf ("消息接收失败&＃xff01;错误代码是%d&＃xff0c;错误信息是&＃39;%s&＃39;\n", errno, strerror(errno)); goto finish; } bzero(buffer, MAXBUF &＃43; 1); strcpy(buffer, "from client->server"); /* 发消息给服务器 */ len &＃61; SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer)); if (len <0) printf ("消息&＃39;%s&＃39;发送失败&＃xff01;错误代码是%d&＃xff0c;错误信息是&＃39;%s&＃39;\n", buffer, errno, strerror(errno)); else printf("消息&＃39;%s&＃39;发送成功&＃xff0c;共发送了%d个字节&＃xff01;\n", buffer, len); finish: /* 关闭连接 */ SSL_shutdown(ssl); SSL_free(ssl); close(sockfd); SSL_CTX_free(ctx); return 0;
}
service
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
{int sockfd, new_fd;socklen_t len;struct sockaddr_in my_addr, their_addr;unsigned int myport, lisnum;char buf[MAXBUF &＃43; 1];SSL_CTX *ctx;if (argv[1])myport &＃61; atoi(argv[1]);elsemyport &＃61; 7838;if (argv[2])lisnum &＃61; atoi(argv[2]);elselisnum &＃61; 2;/* SSL 库初始化 */SSL_library_init();/* 载入所有 SSL 算法 */OpenSSL_add_all_algorithms();/* 载入所有 SSL 错误消息 */SSL_load_error_strings();/* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX &＃xff0c;即 SSL Content Text */ctx &＃61; SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());/* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */if (ctx &＃61;&＃61; NULL) {ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 载入用户的数字证书&＃xff0c; 此证书用来发送给客户端。 证书里包含有公钥 */if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[3], SSL_FILETYPE_PEM) <&＃61; 0) {ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 载入用户私钥 */if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <&＃61; 0){ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 检查用户私钥是否正确 */if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {ERR_print_errors_fp(stdout);exit(1);}/* 开启一个 socket 监听 */if ((sockfd &＃61; socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) &＃61;&＃61; -1) {perror("socket");exit(1);} elseprintf("socket created\n");bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));my_addr.sin_family &＃61; PF_INET;my_addr.sin_port &＃61; htons(myport);my_addr.sin_addr.s_addr &＃61; INADDR_ANY;if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))&＃61;&＃61; -1) {perror("bind");exit(1);} elseprintf("binded\n");if (listen(sockfd, lisnum) &＃61;&＃61; -1) {perror("listen");exit(1);} elseprintf("begin listen\n");while (1) {SSL *ssl;len &＃61; sizeof(struct sockaddr);/* 等待客户端连上来 */if ((new_fd &＃61;accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,&len)) &＃61;&＃61; -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 产生一个新的 SSL */ssl &＃61; SSL_new(ctx);/* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */SSL_set_fd(ssl, new_fd);/* 建立 SSL 连接 */if (SSL_accept(ssl) &＃61;&＃61; -1) {perror("accept");close(new_fd);break;}/* 开始处理每个新连接上的数据收发 */bzero(buf, MAXBUF &＃43; 1);strcpy(buf, "server->client");/* 发消息给客户端 */len &＃61; SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));if (len <&＃61; 0) {printf("消息&＃39;%s&＃39;发送失败&＃xff01;错误代码是%d&＃xff0c;错误信息是&＃39;%s&＃39;\n",buf, errno, strerror(errno));goto finish;} elseprintf("消息&＃39;%s&＃39;发送成功&＃xff0c;共发送了%d个字节&＃xff01;\n",buf, len);bzero(buf, MAXBUF &＃43; 1);/* 接收客户端的消息 */len &＃61; SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);if (len > 0)printf("接收消息成功:&＃39;%s&＃39;&＃xff0c;共%d个字节的数据\n",buf, len);elseprintf("消息接收失败&＃xff01;错误代码是%d&＃xff0c;错误信息是&＃39;%s&＃39;\n",errno, strerror(errno));/* 处理每个新连接上的数据收发结束 */finish:/* 关闭 SSL 连接 */SSL_shutdown(ssl);/* 释放 SSL */SSL_free(ssl);/* 关闭 socket */close(new_fd);}/* 关闭监听的 socket */close(sockfd);/* 释放 CTX */SSL_CTX_free(ctx);return 0;
}
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