public-key cryptography and pki
一、 实验目的。
通过对openssl的熟练应用来完成一系列关于证书的操作，包括公/私钥对的申请、分离公钥、加密、解密、数字签名、测速、计算hash值、安全通信等，加深对于公钥加密、私钥解密的过程和公钥设施、ca等概念的理解。
二、 实验结果。
a.配置文件。
在/home/slahser目录下创建一个文件夹certs，专门存放这次实验的内容，将文件复制到/home/slahser/certs（默认目录），用sudo gedit命令打开并将其中的变量dir修改为默认目录/home/slahser/certs（需要改动两处），保存退出。文件配置完毕。根据配置的内容，在默认目录下创建和serial两个文件。
通过助教所给命令，顺利得到和两个文件，如下图：
给颁发证书。
运用指令：openssl req -new -x509 -keyout -out -config
使用助教所给命令得到。
使用助教所给命令得到。
使用助教所给命令，ca使用csr文件生成证书，并且写入crt文件。
对**使用pki
首先修改本地hosts文件使**指向本地ip 127.0.0.1
使用的命令是sudo gedit /etc/hosts,修改后的hosts文件如下。
将私钥和证书合成然后用s_server令启动服务器server，这时候在火狐中打开这时候网页会显示证书不被信任：
原因：颁发机构的证书不被信任。
将手动导入火狐的信任证书列表后，刷新页面，网页能正常打开。
此时终端的server显示accept即成功。
用pki与建立安全的tcp连接。
运用助教给的和然后用自己生成的两个key去替换，效果图一样，在此合并为两张结果图：可以清楚的看到，得到了：”hello world！
client这一端得到了：”i hear you.“
rsa算法和aes算法的性能比较。
用rsa算法加密后生成message_解密后生成message_
生成一个密钥：openssl genrsa -out 1024
用openssl将中的公钥提取出来：openssl rsa -in -pubout -out test_
用公钥加密文件。在默认目录（/home/ustc/certs）中创建一个文本文件然后利用此前生成的公钥test_加密文件：openssl rsautl -encrypt -in -inkey test_ -pubin -out message_
用私钥解密文件：openssl rsautl -decrypt -in message_ -inkey -out message_
用aes算法加密后生成message_aes_解密后生成message_aes_
加密文件 ：openssl enc -aes-128-ecb -in -out message_aes_
解密文件：openssl enc -aes-128-ecb -in message_aes_ -out message_aes_ –d
测rsa算法速度（5次）
rsautl -encrypt -in -inkey test_ -pubin -out message_ 2> rsa_enc_后面四次把1替换成）
分析：rsa平均加密时间为：0.012s,平均解密时间为0.014s
测aes算法速度（5次）
time openssl aes-128-cbc -d -salt -in message_aes_ -out message_aes_ 2>aes_enc_后四次把1替换成）
分析：aes平均加密时间比rsa长的多，平均解密时间也比rsa长的多。但是这只是表面现象，因为aes在加密解密过程中均需要输入自己自定义的密码，实际上aes的加密解密速度还是比rsa要快，因为aes是对称加密的，而rsa为不对称加密。
使用speed rsa和speed aes命令来比较。
speed rsa：
speed aes：
分析：可见aes算法比rsa算法要快上很多。rsa算法签名速度远快于校验速度，并且位数越大，这种领先速度越明显，签名速度相对于校验速度越快。
制作数字签名。
数字签名的原理：
发送方将要发送的信息的摘要用私钥加密，形成数字签名，接收方收到信息后，对加密的摘要用发送方的公钥解密，自己对收到的信息进行摘要，比较两者是否一致，从而达到验证是否为发送方发来的信息。
生成公钥/私钥对 genrsa -out 1024
分离出公钥 rsa -in -out -outform pem -pubout
计算hash并且sign hash(用sha256算法为文件签名，输出到文件签名的private key必须为sha256算法产生的，保存在文件中):dgst -sha256 -sign out
用sha256算法验证的数字签名验证的private key为sha256算法产生的文件 -sha256 -prverify
实验结果截图：
校验成功（下图的上半部分可见”verified ok“）：
观察结果：1、修改一下然后再次验证，就会得到上图的下半部分（显示为”verification failure“）
2、两次计算的hash值会发现两次不一样。
3、这个实验证明了数字签名具有防抵赖防篡改的作用，只要通过验证就能确定文件唯一的是对方的（防抵赖），在传播过程中没有受到篡改（防篡改），因为原文件只要稍微的修改一下，在对数字签名进行校验的过程中就不能通过。
信息安全导论实验八
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