信息安全防护的目标
保密性 Confidentiality
完整性 Integrity
可用性 Usability
可控制性Controlability
不可否认性 Non-repudiation
安全防护环节
物理安全：各种设备/主机、机房环境
系统安全：主机或设备的操作系统
应用安全：各种网络服务、应用程序
网络安全：对网络访问的控制、防火墙规则
数据安全：信息的备份与恢复、加密解密
管理安全：各种保障性的规范、流程、方法
安全攻击： STRIDE
Spoofing 假冒
Tampering 篡改
Repudiation 否认
Information Disclosure 信息泄漏
Denial of Service 拒绝服务
Elevation of Privilege 提升权限
密码算法和协议
对称加密
公钥加密
单向加密
认证协议
对称加密算法
DES：Data Encryption Standard，56bits
3DES：
AES：Advanced (128, 192, 256bits)
商业解决方案：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
3、数据来源无法确认
非对称加密算法
公钥加密：密钥是成对出现
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
可以根据该原理实现数字签名，实现数据来源的确认
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
基于一对公钥/密钥对
用密钥对中的一个加密，另一个解密
单向散列
hash(data)=digest 摘要
1、data不同，摘要必不同
2、摘要相同，data相同
3、不论data大小，digest大小只与算法相关
4、hash算法，不可逆
计算哈希值：md5sum、sha1sum、sha512sum
比较哈希值用法:md5sum、sha1sum、sha512sum用法一样
sha1sum f1.sh> f1.sh.sha1 生成哈希值文件
sha1sum -c f1.sh.sha1 比较哈希值
多个文件可以生成一个校验文件，一次检查多个
sha512sum f1.sh msconfig a.txt > all.sha
sha512 -c all.sha
应用程序：RPM
文件完整性的两种实施方式
被安装的文件
MD5单向散列
rpm --verify package_name (or -V)
发行的软件包文件
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
对称加密file文件
gpg -c file
ls file.gpg
在另一台主机上解密file
gpg -o file -d file.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
在hostA主机上生成公钥/私钥对
gpg --gen-key
在hostA主机上查看公钥
gpg --list-keys
在hostA主机上导出公钥到wang.pubkey
gpg -a --export -o wang.pubkey
从hostA主机上复制公钥文件到需加密的B主机上
scp wang.pubkey hostB:
在需加密数据的hostB主机上生成公钥/私钥对
gpg --list-keys
gpg --gen-key
在hostB主机上导入公钥
gpg --import wang.pubkey
gpg --list-keys
用从hostA主机导入的公钥，加密hostB主机的文件file,生成file.gpg
gpg -e -r wangxiaochun file
file file.gpg
复制加密文件到hostA主机
scp fstab.gpg hostA:
在hostA主机解密文件
gpg -d file.gpg
gpg -o file -d file.gpg
删除公钥和私钥
gpg --delete-keys wangxiaochun
gpg --delete-secret-keys wangxiaochun
https工作原理：
1、客户端向服务器发起请求
2、服务器向客户端发送自己的证书（CA私钥签名的服务器证书）Sca(Pserver)
3、客户端用CA的公钥解开私钥获取服务器公钥Pca[Sca(Psever)]=Pserver
4、客户端随机生成一个对称密钥key
5、用服务器的公钥加密对称密钥Pserver(key)并发送给服务器
6、服务器用私钥解密收到的密钥获得对称密钥Sserver[Pserver(key)]=key
7、客户端和服务器利用对称密钥（key）进行加密通信
OpenSSL
OpenSSL：开源项目
三个组件：
openssl: 多用途的命令行工具，包openssl
libcrypto: 加密算法库，包openssl-libs
libssl：加密模块应用库，实现了ssl及tls，包nss
openssl命令：
两种运行模式：交互模式和批处理模式
openssl version：程序版本号
标准命令、消息摘要命令、加密命令
标准命令：
enc, ca, req, ...
对称加密：
工具：openssl enc, gpg
算法：3des, aes, blowfish, twofish
enc命令：
帮助：man enc
加密：openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher 对称加密
解密：openssl enc -d -des3 -a -salt –in testfile.cipher -out testfile 对称解密
单向加密：
工具：md5sum, sha1sum, sha224sum,sha256sum…
dgst命令：
帮助：man dgst
openssl dgst -md5 [-hex默认] /PATH/SOMEFILE 生成文件的md5值
openssl dgst -sha1 testfile 生成文件的sha1值
md5sum /PATH/TO/SOMEFILE 生成文件的md5值
生成用户密码：
passwd命令:
帮助：man sslpasswd
openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)
openssl passwd -1 –salt centos
生成随机数：
帮助：man sslrand
openssl rand -base64|-hex NUM
NUM: 表示字节数；-hex时，每个字符为十六进制，相当于4位二进制，出现的字符数为NUM*2
公钥加密：
算法：RSA, ELGamal
工具：gpg, openssl rsautl（man rsautl）
数字签名：
算法：RSA, DSA, ELGamal
密钥交换：
算法：dh
DSA: Digital Signature Algorithm
DSS：Digital Signature Standard
RSA：
生成密钥对儿：man genrsa
生成私钥
openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILE NUM_BITS
(umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048) 生成私钥，直接在子shell里面设置了umask码并进行对称密钥加密，一步到位
openssl rsa -in test.key –out test2.key 对上一步加密的私钥进行解密
从私钥中提取出公钥
openssl rsa –in test.key –pubout –out test.key.pub
随机数生成器：伪随机数字
键盘和鼠标，块设备中断
/dev/random：仅从熵池返回随机数；随机数用尽，阻塞
/dev/urandom：从熵池返回随机数；随机数用尽，会利用软件生成伪随机数,非阻塞
创建CA和申请证书
PKI：Public Key Infrastructure
CA
RA
CRL
证书存取库
建立私有CA:
OpenCA
openssl
证书申请及签署步骤：
1、生成申请请求
2、RA核验
3、CA签署
4、获取证书
创建私有CA：
openssl的配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf
CA文件路径都在/etc/pki/CA/
dir = /etc/pki/CA # Where everything is kept certs = $dir/certs # Where the issued certs are kept crl_dir = $dir/crl # Where the issued crl are kept database = $dir/index.txt # database index file. #unique_subject = no # Set to 'no' to allow creation of # several ctificates with same subject. new_certs_dir = $dir/newcerts # default place for new certs. certificate = $dir/cacert.pem # The CA certificate CA自签名证书 serial = $dir/serial # The current serial number crlnumber = $dir/crlnumber # the current crl number # must be commented out to leave a V1 CRL crl = $dir/crl.pem # The current CRL private_key = $dir/private/cakey.pem # The private key CA私钥 RANDFILE = $dir/private/.rand # private random number file
三种策略：匹配、支持和可选
匹配指要求申请填写的信息跟CA设置信息必须一致
支持指必须填写这项申请信息
可选指可有可无
1、创建所需要的文件
touch /etc/pki/CA/index.txt 生成证书索引数据库文件
echo 01 > /etc/pki/CA/serial 指定第一个颁发证书的序列号
2、 CA自签证书
生成私钥
cd /etc/pki/CA/
(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)
生成自签名证书
openssl req -new -x509 –key
/etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out /etc/pki/CA/cacert.pem
-new: 生成新证书签署请求
-x509: 专用于CA生成自签证书
-key: 生成请求时用到的私钥文件
-days n：证书的有效期限
-out /PATH/TO/SOMECERTFILE: 证书的保存路径
3、颁发证书
A 在需要使用证书的主机生成证书请求
给web服务器生成私钥
(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/test.key 2048)
生成证书申请文件
openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key -days 365 -out etc/pki/tls/test.csr
B 将证书请求文件传输给CA
C CA签署证书，并将证书颁发给请求者
openssl ca -in /tmp/test.csr –out /etc/pki/CA/certs/test.crt -days 365
注意：默认国家，省，公司名称三项必须和CA一致
D 查看证书中的信息：
openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -text|issuer|subject|serial|dates
openssl ca -status SERIAL 查看指定编号的证书状态
4、吊销证书
A 在客户端获取要吊销的证书的serial
openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject
B 在CA上，根据客户提交的serial与subject信息，对比检验是否与index.txt文件中的信息一致
吊销证书：
openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/SERIAL.pem
C 指定第一个吊销证书的编号
注意：第一次更新证书吊销列表前，才需要执行
echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber
D 更新证书吊销列表
openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl.pem
查看crl文件：
openssl crl -in /etc/pki/CA/crl.pem -noout -text
重复申请证书需要更改index.txt.attr里的值改为no，即可
unique_subject = yes 改为no即可申请重复证书
在配置文件/etc/pki/tls/openssl.cnf里的文件更改policy类型
policy = policy_match 此处可改为anything放宽限制 # For the CA policy [ policy_match ] match更改为optional可放宽限制 countryName = match stateOrProvinceName = match organizationName = match organizationalUnitName = optional commonName = supplied emailAddress = optional # For the 'anything' policy # At this point in time, you must list all acceptable 'object' # types. [ policy_anything ] countryName = optional stateOrProvinceName = optional localityName = optional organizationName = optional organizationalUnitName = optional commonName = supplied emailAddress = optional