网络安全传输系统（3）-加密传输

2024-08-31 06:58
文章标签 系统 网络安全 传输 加密传输

本文主要是介绍网络安全传输系统（3）-加密传输，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1、介绍

网络传输中有很多加密技术，有DES、AES、RSA、SSL等。我们这里采用OpenSSL的开源加密算法。

SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间，利用数据加密技术，可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取及窃听。

SSL协议可分为两层： SSL记录协议（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的传输协议（TCP）之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。

OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，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，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用.

它的介绍见：http://blog.csdn.net/u013181595/article/details/73199363

 

2、OpenSSL移植

下载源代码，解压并进入文件夹，在里面创建_install目录

配置OpenSSL库：

#./config no-asm shared --prefix=${PWD}/_install

no-asm表示在编译过程中不要使用汇编代码加快编译过程

 

如果在X86上运行不需要修改Makefile，如果在ARM上运行需要修改Makefile：

把cc改成arm-linux-gcc
把ar改成arm-linux-ar
把ranlib改成arm-linux-ranlib

 

编译和安装：

#make

#make install

 

如果需要在开发板上运行需要拷贝_install/lib目录下的库文件到开发板上的lib目录下。

 

3、OpenSSL编程

头文件：

#include <openssl/err.h>
#include <openssl/ssl.h>


在TCP传输文件框架上，增加OpenSSL加密系统，需要遵循如下的编程步骤
客户机：

 

服务器：

(1 ) OpenSSL初始化


在使用OpenSSL之前，必须进行相应的协议初始化工作，这可以通过下面的函数实现：


int SSL_library_int(void);


(2 ) 选择会话协议


在利用OpenSSL开始SSL会话之前，需要为客户端和服务器制定本次会话采用的协议，目前能够使用的协议包括TLSv1.0、SSLv2、SSLv3、SSLv2/v3。


需要注意的是，客户端和服务器必须使用相互兼容的协议，否则SSL会话将无法正常进行。


(3 ) 创建会话环境


在OpenSSL中创建的SSL会话环境称为CTX，使用不同的协议会话，其环境也不一样的。


申请SSL会话环境的OpenSSL函数是：


SSL_CTX *SSL_CTX_new(SSL_METHOD * method);


当SSL会话环境申请成功后，还要根据实际的需要设置CTX的属性，通常的设置是指定SSL握手阶段证书的验证方式和加载自己的证书。


制定证书验证方式的函数是：


int SSL_CTX_set_verify(SSL_CTX *ctx,int mode,int(*verify_callback),int(X509_STORE_CTX *));


为SSL会话环境加载CA证书的函数是：


SSL_CTX_load_verify_location(SSL_CTX *ctx,const char *Cafile,const char *Capath);


为SSL会话加载用户证书的函数是：


SSL_CTX_use_certificate_file(SSL_CTX *ctx, const char *file,int type);


为SSL会话加载用户私钥的函数是：


SSL_CTX_use_PrivateKey_file(SSL_CTX *ctx,const char* file,int type);


在将证书和私钥加载到SSL会话环境之后，就可以调用下面的函数来验证私钥和证书是否相符：


int SSL_CTX_check_private_key(SSL_CTX *ctx);


(4) 建立SSL套接字


SSL套接字是建立在普通的TCP套接字基础之上，在建立SSL套接字时可以使用下面的一些函数：


SSL *SSl_new(SSL_CTX *ctx);//申请一个SSL套接字

int SSL_set_fd(SSL *ssl,int fd);)//绑定读写套接字

int SSL_set_rfd(SSL *ssl,int fd);//绑定只读套接字

int SSL_set_wfd(SSL *ssl,int fd);//绑定只写套接字


(5) 完成SSL握手


在成功创建SSL套接字后，客户端应使用函数SSL_connect( )替代传统的函数connect( )来完成握手过程:


int SSL_connect(SSL *ssl);


而对服务器来讲，则应使用函数SSL_ accept ( )替代传统的函数accept ( )来完成握手过程:


int SSL_accept(SSL *ssl);


握手过程完成之后，通常需要询问通信双方的证书信息，以便进行相应的验证，这可以借助于下面的函数来实现:


X509 *SSL_get_peer_certificate(SSL *ssl);


该函数可以从SSL套接字中提取对方的证书信息，这些信息已经被SSL验证过了。


X509_NAME *X509_get_subject_name(X509 *a);


该函数得到证书所用者的名字。


(6) 进行数据传输


当SSL握手完成之后，就可以进行安全的数据传输了，在数据传输阶段，需要使用SSL_read( )和SSL_write( )来替代传统的read( )和write( )函数，来完成对套接字的读写操作：


int SSL_read(SSL *ssl,void *buf,int num);


int SSL_write(SSL *ssl,const void *buf,int num);


(7 ) 结束SSL通信


当客户端和服务器之间的数据通信完成之后，调用下面的函数来释放已经申请的SSL资源：


int SSL_shutdown(SSL *ssl);//关闭SSL套接字

void SSl_free(SSL *ssl); //释放SSL套接字


void SSL_CTX_free(SSL_CTX *ctx); //释放SSL会话环境

 

 

4、编程实例

在编程之前需要产生私钥和公钥

产生私钥：
# openssl genrsa -out privkey.pem 2048

产生公钥：
# openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out cacert.pem -days 1095

 

同时在编译的时候需要用到ssl库，所以需要加上-lssl。

客户机：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include <sys/stat.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>#include <openssl/err.h>
#include <openssl/ssl.h>#define port 3333char ipaddr[15];
int sockfd;
struct sockaddr_in sockaddr;
SSL_CTX *ctx;//SSL套接字
SSL *ssl;void linkS()
{//创建socketif((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1){perror("socket");_exit(0);}//连接memset(&sockaddr,0, sizeof(sockaddr));sockaddr.sin_family = AF_INET;sockaddr.sin_port = htons(port);sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ipaddr);if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&sockaddr,sizeof(sockaddr)) == -1){perror("connect");_exit(0);}ssl = SSL_new(ctx);SSL_set_fd(ssl,sockfd);if(SSL_connect(ssl) == -1){printf("SSL connect successful!");	}else{printf("SSL connect error!");	}
}void upload_file(char *filename)
{int fd;char cmd = 'U';int FileNameSize = strlen(filename);char buf[1024];int count=0;struct stat fstat;//打开文件fd = open(filename,O_RDONLY);//发送命令SSL_write(ssl,&cmd,1);//发送文件名SSL_write(ssl,(void *)&FileNameSize,4);SSL_write(ssl,filename, FileNameSize);//发送文件长度if((stat(filename,&fstat)) == -1)return;SSL_write(ssl,(void *)&fstat.st_size,4);//发送文件数据while((count = read(fd,(void *)buf,1024)) > 0){SSL_write(ssl,buf,count);	}//关闭文件close(fd);
}void download_file(char *filename)
{int fd;char cmd = 'D';char buf[1024];int FileNameSize = strlen(filename);int filesize=0,count=0,totalrecv=0;//发送命令SSL_write(ssl,&cmd,1);//发送文件名SSL_write(ssl,(void *)&FileNameSize,4);SSL_write(ssl,filename,FileNameSize);//打开并创建文件if((fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT)) == -1){perror("open:");_exit(0);	}//接收数据SSL_read(ssl,&filesize,4);while((count = SSL_read(ssl,(void *)buf,1024)) > 0){write(fd,buf,count);totalrecv += count;if(totalrecv == filesize)break;	}//关闭文件close(fd);
}void quit()
{char cmd = 'Q';//发送命令SSL_write(ssl,(void *)&cmd,1);//关闭及释放SSL连接SSL_shutdown(ssl);SSL_free(ssl);//清屏system("clear");//退出_exit(0);
}
void menu()
{char cmd;char c;char file_u[30];char file_d[30];while(1){printf("\n------------------------------  1.Upload Files  ------------------------------\n");printf("------------------------------  2.Download Files  ------------------------------\n");printf("------------------------------      3.Exit   ------------------------------------\n");printf("Please input the Client command:");cmd = getchar();	switch(cmd){case '1':{printf("Upload Files:");//输入文件名while((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);fgets(file_u, 30, stdin);file_u[strlen(file_u)-1] = '\0';//上传文件upload_file(file_u);}break;	case '2':{printf("Download Files:");//输入文件名while((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);fgets(file_d, 30, stdin);file_d[strlen(file_d)-1] = '\0';//下载文件download_file(file_d);}break;	case '3':{//退出quit();break;}break;	default:{printf("Please input right command!");	}break;	}}	
}
int main(int argc, char *args[])
{if(argc != 2){printf("format error: you mast enter ipaddr like this : client 192.168.0.6\n");_exit(0);	}strcpy(ipaddr,args[1]);//初始化SSlSSL_library_init();OpenSSL_add_all_algorithms();SSL_load_error_strings();ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method());//创建SSL套接字，参数表明支持版本和客户机if(ctx == NULL){printf("Creat CTX error!!!");	}//建立连接linkS();//打印菜单menu();//结尾操作close(sockfd);//释放CTXSSL_CTX_free(ctx);return 0;	
}

 

服务器：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>#include <openssl/err.h>
#include <openssl/ssl.h>#define port 3333int sockfd,newfd;
struct sockaddr_in sockaddr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size;
SSL_CTX *ctx;
SSL *ssl;void handle(char cmd)
{char filename[30]={0};int FileNameSize=0;int fd;int filesize=0;int count=0,totalrecv=0;char buf[1024];struct stat fstat;switch(cmd){case 'U':{//接收文件名SSL_read(ssl, &FileNameSize, 4);SSL_read(ssl, (void *)filename, FileNameSize);filename[FileNameSize]='\0';//创建文件if((fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT)) == -1){perror("creat:");_exit(0);	}//接收文件长度SSL_read(ssl, &filesize, 4);//接收文件while((count = SSL_read(ssl,(void *)buf,1024)) > 0){write(fd,&buf,count);totalrecv += count;if(totalrecv == filesize)break;	}			//关闭文件close(fd);}break;case 'D':{//接收文件名SSL_read(ssl, &FileNameSize, 4);SSL_read(ssl, filename, FileNameSize);filename[FileNameSize]='\0';//打开文件if((fd = open(filename,O_RDONLY)) == -1){perror("creat:");_exit(0);	}//发送文件包括文件长度if((stat(filename,&fstat)) == -1)return;SSL_write(ssl,&fstat.st_size,4);while((count = read(fd,(void *)buf,1024)) > 0){SSL_write(ssl,&buf,count);	}close(fd);}break;	}
}
int main()
{char cmd;//建立连接//SSL连接SSL_library_init();OpenSSL_add_all_algorithms();SSL_load_error_strings();ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());//载入数字证书SSL_CTX_use_certificate_file(ctx,"./cacert.pem",SSL_FILETYPE_PEM);//载入并检查私钥SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx,"./privkey.pem",SSL_FILETYPE_PEM);SSL_CTX_check_private_key(ctx);//创建socketif((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1){perror("socket:");_exit(0);	}memset(&sockaddr,0, sizeof(sockaddr));sockaddr.sin_family = AF_INET;sockaddr.sin_port = htons(port);sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//绑定地址if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&sockaddr,sizeof(sockaddr)) == -1){perror("bind:");_exit(0);	}//监听if(listen(sockfd,10) == -1){perror("listen");	}while(1){//连接if((newfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size)) == -1){perror("accept:");	_exit(0);}ssl = SSL_new(ctx);//产生新的SSLSSL_set_fd(ssl,newfd);SSL_accept(ssl);//处理事件while(1){SSL_read(ssl,&cmd,1);if(cmd == 'Q'){break;	}else{handle(cmd);	}}SSL_shutdown(ssl);SSL_free(ssl);close(newfd);}	close(sockfd);SSL_CTX_free(ctx);return 0;
}

更多Linux资料及视频教程点击这里

这篇关于网络安全传输系统（3）-加密传输的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1123216。

相关文章

JWT + 拦截器实现无状态登录系统

JWT + 拦截器实现无状态登录系统

《JWT+拦截器实现无状态登录系统》JWT（JSONWebToken）提供了一种无状态的解决方案：用户登录后,服务器返回一个Token,后续请求携带该Token即可完成身份验证,无需服务器存储会话... 目录✅ 引言 一、JWT 是什么？ 二、技术选型 三、项目结构 四、核心代码实现4.1 添加依赖（pom
阅读更多...
基于Python实现自动化邮件发送系统的完整指南

基于Python实现自动化邮件发送系统的完整指南

《基于Python实现自动化邮件发送系统的完整指南》在现代软件开发和自动化流程中,邮件通知是一个常见且实用的功能,无论是用于发送报告、告警信息还是用户提醒,通过Python实现自动化的邮件发送功能都能... 目录一、前言：二、项目概述三、配置文件 `.env` 解析四、代码结构解析1. 导入模块2. 加载环
阅读更多...
linux系统上安装JDK8全过程

linux系统上安装JDK8全过程

《linux系统上安装JDK8全过程》文章介绍安装JDK的必要性及Linux下JDK8的安装步骤,包括卸载旧版本、下载解压、配置环境变量等,强调开发需JDK,运行可选JRE,现JDK已集成JRE... 目录为什么要安装jdk？1.查看linux系统是否有自带的jdk：2.下载jdk压缩包2.解压3.配置环境
阅读更多...
Linux查询服务器系统版本号的多种方法

Linux查询服务器系统版本号的多种方法

《Linux查询服务器系统版本号的多种方法》在Linux系统管理和维护工作中,了解当前操作系统的版本信息是最基础也是最重要的操作之一,系统版本不仅关系到软件兼容性、安全更新策略,还直接影响到故障排查和... 目录一、引言：系统版本查询的重要性二、基础命令解析：cat /etc/Centos-release详
阅读更多...
更改linux系统的默认Python版本方式

更改linux系统的默认Python版本方式

《更改linux系统的默认Python版本方式》通过删除原Python软链接并创建指向python3.6的新链接,可切换系统默认Python版本,需注意版本冲突、环境混乱及维护问题,建议使用pyenv... 目录更改系统的默认python版本软链接软链接的特点创建软链接的命令使用场景注意事项总结更改系统的默
阅读更多...
在Linux系统上连接GitHub的方法步骤(适用2025年)

在Linux系统上连接GitHub的方法步骤(适用2025年)

《在Linux系统上连接GitHub的方法步骤(适用2025年)》在2025年,使用Linux系统连接GitHub的推荐方式是通过SSH(SecureShell)协议进行身份验证,这种方式不仅安全,还... 目录步骤一：检查并安装 Git步骤二：生成 SSH 密钥步骤三：将 SSH 公钥添加到 github
阅读更多...
Linux系统中查询JDK安装目录的几种常用方法

Linux系统中查询JDK安装目录的几种常用方法

《Linux系统中查询JDK安装目录的几种常用方法》：本文主要介绍Linux系统中查询JDK安装目录的几种常用方法,方法分别是通过update-alternatives、Java命令、环境变量及目... 目录方法 1：通过update-alternatives查询（推荐）方法 2：检查所有已安装的 JDK方
阅读更多...
Linux系统之lvcreate命令使用解读

Linux系统之lvcreate命令使用解读

《Linux系统之lvcreate命令使用解读》lvcreate是LVM中创建逻辑卷的核心命令,支持线性、条带化、RAID、镜像、快照、瘦池和缓存池等多种类型,实现灵活存储资源管理,需注意空间分配、R... 目录lvcreate命令详解一、命令概述二、语法格式三、核心功能四、选项详解五、使用示例1. 创建逻
阅读更多...
使用Python构建一个高效的日志处理系统

使用Python构建一个高效的日志处理系统

《使用Python构建一个高效的日志处理系统》这篇文章主要为大家详细讲解了如何使用Python开发一个专业的日志分析工具,能够自动化处理、分析和可视化各类日志文件,大幅提升运维效率,需要的可以了解下... 目录环境准备工具功能概述完整代码实现代码深度解析1. 类设计与初始化2. 日志解析核心逻辑3. 文件处
阅读更多...
golang程序打包成脚本部署到Linux系统方式

golang程序打包成脚本部署到Linux系统方式

《golang程序打包成脚本部署到Linux系统方式》Golang程序通过本地编译（设置GOOS为linux生成无后缀二进制文件）,上传至Linux服务器后赋权执行,使用nohup命令实现后台运行,完... 目录本地编译golang程序上传Golang二进制文件到linux服务器总结本地编译Golang程序
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2