为一个基于密码学的安全开发包,OpenSSL提供的功能相当强大和全面,囊括了主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能以及SSL协议,并提供了丰富的应用程序供测试或其它目的使用。
1.对称加密算法
OpenSSL一共提供了8种对称加密算法,其中7种是分组加密算法,仅有的一种流加密算法是RC4。这7种分组加密算法分别是AES、DES、Blowfish、CAST、IDEA、RC2、RC5,都支持电子密码本模式(ECB)、加密分组链接模式(CBC)、加密反馈模式(CFB)和输出反馈模式(OFB)四种常用的分组密码加密模式。其中,AES使用的加密反馈模式(CFB)和输出反馈模式(OFB)分组长度是128位,其它算法使用的则是64位。事实上,DES算法里面不仅仅是常用的DES算法,还支持三个密钥和两个密钥3DES算法。
2.非对称加密算法
OpenSSL一共实现了4种非对称加密算法,包括DH算法、RSA算法、DSA算法和椭圆曲线算法(EC)。DH算法一般用户密钥交换。RSA算法既可以用于密钥交换,也可以用于数字签名,当然,如果你能够忍受其缓慢的速度,那么也可以用于数据加密。DSA算法则一般只用于数字签名。
3.信息摘要算法
OpenSSL实现了5种信息摘要算法,分别是MD2、MD5、MDC2、SHA(SHA1)和RIPEMD。SHA算法事实上包括了SHA和SHA1两种信息摘要算法,此外,OpenSSL还实现了DSS标准中规定的两种信息摘要算法DSS和DSS1。
4.密钥和证书管理
密钥和证书管理是PKI的一个重要组成部分,OpenSSL为之提供了丰富的功能,支持多种标准。
首先,OpenSSL实现了ASN.1的证书和密钥相关标准,提供了对证书、公钥、私钥、证书请求以及CRL等数据对象的DER、PEM和BASE64的编解码功能。OpenSSL提供了产生各种公开密钥对和对称密钥的方法、函数和应用程序,同时提供了对公钥和私钥的DER编解码功能。并实现了私钥的PKCS#12和PKCS#8的编解码功能。OpenSSL在标准中提供了对私钥的加密保护功能,使得密钥可以安全地进行存储和分发。
在此基础上,OpenSSL实现了对证书的X.509标准编解码、PKCS#12格式的编解码以及PKCS#7的编解码功能。并提供了一种文本数据库,支持证书的管理功能,包括证书密钥产生、请求产生、证书签发、吊销和验证等功能。
事实上,OpenSSL提供的CA应用程序就是一个小型的证书管理中心(CA),实现了证书签发的整个流程和证书管理的大部分机制。
5.SSL和TLS协议
OpenSSL实现了SSL协议的SSLv2和SSLv3,支持了其中绝大部分算法协议。OpenSSL也实现了TLSv1.0,TLS是SSLv3的标准化版,虽然区别不大,但毕竟有很多细节不尽相同。
虽然已经有众多的软件实现了OpenSSL的功能,但是OpenSSL里面实现的SSL协议能够让我们对SSL协议有一个更加清楚的认识,因为至少存在两点:一是OpenSSL实现的SSL协议是开放源代码的,我们可以追究SSL协议实现的每一个细节;二是OpenSSL实现的SSL协议是纯粹的SSL协议,没有跟其它协议(如HTTP)协议结合在一起,澄清了SSL协议的本来面目。
6.应用程序
OpenSSL的应用程序已经成为了OpenSSL重要的一个组成部分,其重要性恐怕是OpenSSL的开发者开始没有想到的。现在OpenSSL的应用中,很多都是基于OpenSSL的应用程序而不是其API的,如OpenCA,就是完全使用OpenSSL的应用程序实现的。OpenSSL的应用程序是基于OpenSSL的密码算法库和SSL协议库写成的,所以也是一些非常好的OpenSSL的API使用范例,读懂所有这些范例,你对OpenSSL的API使用了解就比较全面了,当然,这也是一项锻炼你的意志力的工作。
OpenSSL的应用程序提供了相对全面的功能,在相当多的人看来,OpenSSL已经为自己做好了一切,不需要再做更多的开发工作了,所以,他们也把这些应用程序成为OpenSSL的指令。OpenSSL的应用程序主要包括密钥生成、证书管理、格式转换、数据加密和签名、SSL测试以及其它辅助配置功能。
7.Engine机制 Engine机制的出现是在OpenSSL的0.9.6版的事情,开始的时候是将普通版本跟支持Engine的版本分开的,到了OpenSSL的0.9.7版,Engine机制集成到了OpenSSL的内核中,成为了OpenSSL不可缺少的一部分。 Engine机制目的是为了使OpenSSL能够透明地使用第三方提供的软件加密库或者硬件加密设备进行加密。OpenSSL的Engine机制成功地达到了这个目的,这使得OpenSSL已经不仅仅使一个加密库,而是提供了一个通用地加密接口,能够与绝大部分加密库或者加密设备协调工作。当然,要使特定加密库或加密设备更OpenSSL协调工作,需要写少量的接口代码,但是这样的工作量并不大,虽然还是需要一点密码学的知识。Engine机制的功能跟Windows提供的CSP功能目标是基本相同的。目前,OpenSSL的0.9.7版本支持的内嵌第三方加密设备有8种,包括:CryptoSwift、nCipher、Atalla、Nuron、UBSEC、Aep、SureWare以及IBM 4758 CCA的硬件加密设备。现在还出现了支持PKCS#11接口的Engine接口,支持微软CryptoAPI的接口也有人进行开发。当然,所有上述Engine接口支持不一定很全面,比如,可能支持其中一两种公开密钥算法。
8.辅助功能
BIO机制是OpenSSL提供的一种高层IO接口,该接口封装了几乎所有类型的IO接口,如内存访问、文件访问以及Socket等。这使得代码的重用性大幅度提高,OpenSSL提供API的复杂性也降低了很多。
OpenSSL对于随机数的生成和管理也提供了一整套的解决方法和支持API函数。随机数的好坏是决定一个密钥是否安全的重要前提。
OpenSSL还提供了其它的一些辅助功能,如从口令生成密钥的API,证书签发和管理中的配置文件机制等等。如果你有足够的耐心,将会在深入使用OpenSSL的过程慢慢发现很多这样的小功能,让你不断有新的惊喜。
‘贰’ RC4算法的详细介绍
RC4加密算法
之所以称其为簇,是由于其核心部分的S-box长度可为任意,但一般为256字节。该算法的速度可以达到DES加密的10倍左右。
RC4算法的原理很简单,包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分。假设S-box长度和密钥长度均为n。先来看看算法的初始化部分(用类C伪代码表示):
for (i=0; i<n; i++){
s[i]=i;
}
j=0;
for (i=0; i<n; i++)
{
j=(j+s[i]+k[i])%n;
swap(s[i], s[j]);
}
在初始化的过程中,密钥的主要功能是将S-box搅乱,i确保S-box的每个元素都得到处理,j保证S-box的搅乱是随机的。而不同的S-box在经过伪随机子密码生成算法的处理后可以得到不同的子密钥序列,并且,该序列是随机的:
i=j=0;
while (明文未结束)
{
++i%=n;
j=(j+s)%n;
swap(s, s[j]);
sub_k=s((s+s[j])%n);
}
得到的子密码sub_k用以和明文进行xor运算,得到密文,解密过程也完全相同。
由于RC4算法加密是采用的xor,所以,一旦子密钥序列出现了重复,密文就有可能被破解。关于如何破解xor加密,请参看Bruce Schneier的Applied Cryptography一书的1.4节Simple XOR,在此我就不细说了。那么,RC4算法生成的子密钥序列是否会出现重复呢?经过我的测试,存在部分弱密钥,使得子密钥序列在不到100万字节内就发生了完全的重复,如果是部分重复,则可能在不到10万字节内就能发生重复,因此,推荐在使用RC4算法时,必须对加密密钥进行测试,判断其是否为弱密钥。
但在2001年就有以色列科学家指出RC4加密算法存在着漏洞,这可能对无线通信网络的安全构成威胁。
以色列魏茨曼研究所和美国思科公司的研究者发现,在使用“有线等效保密规则”(WEP)的无线网络中,在特定情况下,人们可以逆转RC4算法的加密过程,获取密钥,从而将已加密的信息解密。实现这一过程并不复杂,只需要使用一台个人电脑对加密的数据进行分析,经过几个小时的时间就可以破译出信息的全部内容。
专家说,这并不表示所有使用RC4算法的软件都容易泄密,但它意味着RC4算法并不像人们原先认为的那样安全。这一发现可能促使人们重新设计无线通信网络,并且使用新的加密算法。
‘叁’ RC4 与 DES 哪个算法最安全
随机密钥加密算法:RC4
位密码算法:DES 三重DES(Triple-DES)仍然是很安全的,但是也只是在别无他法的情况下的一个较好的选择。显然高级加密标准(AES)是一个更好的加密算法,NIST用AES代替Triple-DES作为他们的标准(下面有更详细的讨论)。其他较好的算法包括另外两个AES的变种算法Twofish和Serpent-也称为CAST-128,它是效率和安全的完美结合。这几个算法不仅比DES更安全,而且也比DES的速度更快。为什么要使用一些又慢又不安全的算法呢?SHA1是一个哈希函数,而不是一个加密函数。作为一个哈希函数,SHA1还是相当优秀的,但是还需要几年的发展才能用作加密算法。如果你正在设计一个新系统,那么谨记你可能会在若干年后用SHA1代替目前的算法。我再重复一遍:只是可能。呵呵,希望能帮到你!谢谢望采纳哦!
‘肆’ RC4算法的简介
RC4算法是一种在电子信息领域加密的技术手段,用于无线通信网络,是一种电子密码,只有经过授权(缴纳相应费用)的用户才能享受该服务。
‘伍’ SSL使用什么作为RC4流加密算法
SSL版本中所用到的加密算法包括:RC4、RC2、IDEA和DES,
而加密算法所用的密钥由 消息散列函数MD5产生。
RC4、RC2是由RSA定义的,其中RC2适用于块加密,RC4适用于流 加密。
‘陆’ 密码技术的流密码
流密码,相对于区块加密,制造一段任意长的钥匙原料,与明文依位元或字符结合,有点类似一次垫(one-time pad)。输出的串流根据加密时的内部状态而定。在一些流密码上由钥匙控制状态的变化。RC4是相当有名的流密码。
密码杂凑函数(有时称作消息摘要函数,杂凑函数又称散列函数或哈希函数)不一定使用到钥匙,但和许多重要的密码算法相关。它将输入资料(通常是一整份文件)输出成较短的固定长度杂凑值,这个过程是单向的,逆向操作难以完成,而且碰撞(两个不同的输入产生相同的杂凑值)发生的机率非常小。
信息认证码或押码(Message authentication codes, MACs)很类似密码杂凑函数,除了接收方额外使用秘密钥匙来认证杂凑值。
‘柒’ rc4和rc4md5
IV及初始化向量S,
密文:密文第i字节=明文第i字节^密钥流第i字节
密钥流:根据明文和密钥生成,密钥流长度和明文长度一样
状态向量S或IV:长度256个8位,256个字节
临时向量T:长度也是256个8位,256个字节,如果密钥的长度是256字节,就直接把密钥的值赋给T,否则,轮转地将密钥的每个字节赋给T;
密钥K:密钥长度与明文长度、密钥流的长度没有必然关系,通常密钥的长度取为16字节(128比特)
1.初始化S和T:
S的值升序被置为0-255
T的值是密钥K的值的循环复制
2.S的初始置换
用T产生S的初始置换,置换伪码如下
j = 0;
for (i = 0 ; i < 256 ; i++){
j = (j + S[i] + T[i]) mod 256;
swap(S[i] , S[j]);
}
因为对S的操作仅是交换,S仍然包含所有值为0-255的元素。
3.密钥流的生成
i , j = 0;
while (true){
i = (i + 1) mod 256;
j = (j + S[i]) mod 256;
swap(S[i] , S[j]);
t = (S[i] + S[j]) mod 256;
k = S[t];
}
k即为密钥流的一个字节
WEP加密、RC4算法
RC4
RSA实验室研发的对称加密 流 算法
实现简单
速度快
加密: 对明文流和密钥流进行XOR计算
解密: 对密文流和密钥流进行XOR计算
RC4算法key由两个过程生成
合并IV和PSK,利用Key Scheling Algorithm (KSA)算法生成起始状态表
Pseudo-Random Generation Algorithm (PRGA)算法生成最终密钥流
rc4算法中加密用的key就是key本身,一般长度16字节128位
rc4md5中加密用的key是md5(key+iv)得到结果位16字节hash值128位
‘捌’ 在密码学中,常见的对称加密算法有哪些各有什么特点
常见的对称加密算法有:
DES ——密钥短,使用时间长,硬件计算快于软件。
IDEA——个人使用不受专利限制,可抵抗差分攻击,基于三个群。
AES ——可变密钥长,可变分组长。
以上三个属于块式,明文按分组加密。
RC4 ——流式加密,不需填充明文,密钥长度可变。
‘玖’ RC4的介绍
RC4加密算法是大名鼎鼎的RSA三人组中的头号人物Ronald Rivest在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法簇。之所以称其为簇,是由于其核心部分的S-box长度可为任意,但一般为256字节。该算法的速度可以达到DES加密的10倍左右,且具有很高级别的非线性。RC4起初是用于保护商业机密的。但是在1994年9月,它的算法被发布在互联网上,也就不再有什么商业机密了。RC4也被叫做ARC4(Alleged RC4——所谓的RC4),因为RSA从来就没有正式发布过这个算法。