androidopenssl库

① 一文弄懂关于证书，签名，ssl，android包签名机制。

所有的概念都基于一个非常重要的基础：

rsa 非对称加密算法 ：

先感受下几个概念

PKI。

PKI是公钥基础设施（Public Key Infrastructure) 包括PKI策略、软硬件系统、证书机构CA、注册机构RA、证书发布系统和PKI应用等。

我们关注就俩东西： PKCS 证书机构CA 。前者是定义加密算法，签名，证书相关的各种事情采用的协议。后者可以为我们颁发权威的证书。

PKCS ：
PKCS（The Public-Key Cryptography Standards ）是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准，其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。RSA算法可以做加密、解密、签名、验证，还有RSA的密钥对存储。这些都需要标准来规范，如何输入，如何输出，如何存储等。

PKCS。全称是公钥密码学标准， 目前共发布过 15 个标准，这些标准都是协议。总结一下 就是对加密算法，签名，证书协议的描述。下面列举一些常用的协议，这些协议在本文都会对应上。

这些协议具体的实现就体现在openssl等工具中， 以及jdk工具keytool jdk java第三方库bouncycastle。

比如用openssl 如何生成公/私钥(PKCS#1)、签名(PKCS#1 )、签名请求文件（KCS#10）、 带口令的私钥（PKCS#8）。 含私钥的证书（PKCS#12）、证书库（PKCS#12）

其中涉及到算法的基础协议PKCS#1等，由于涉及到密码学原理所以我们并不需要深究它，只要知道怎么做就可以了。

现实中我们要解决这样一种情况:

客户端和服务器之间的数据要进行加密。需要两个达成同一个对称秘钥加密才行，那么这个秘钥如何生成，并在两边都能拿到，并保证传输过程中不被泄露。 这就用到非对称加密了。 后续的传输，就能用这个 对称秘钥来加密和解密了。

还有这样一个问题：

就是客户端如何判断服务端是否是合法的服务端。这就需要服务端有个id来证明它，而这个id 就是证书，而且必须是权威机构颁发的才能算是合法的。
因为客户端即浏览器，认定证书合法的规则必须通过第三方来确认 即ca颁发的证书。否则就我可能进了一个假网站。

而这两个问题 都是ssl协议要解决的内容。

所以ssl协议做了两件事情，一是验证身份，二是协商对称秘钥，并安全的传输。 而实现这个过程的关键数据模型就是证书， 通过证书中的ca对证书的签名，实现了身份验证，通过证书中的公钥，实现对对称秘钥加密，从而实现数据保密。 其实还顺手做了一件事情就是通过解密签名比对hash，保证了数据完整性。

明白ssl协议 首先明白几个重要的概念：

证书： 顾名思义就是提供了一种在Internet上验证通信实体身份的方式，数字证书不是数字身份证，由权威公正的第三方机构，即CA（例如中国各地方的CA公司）中心签发的证书， 就是可以认定是合法身份的。客户端不需要证书。 证书是用来验证服务端的。

一般的证书都是x509格式证书，这是一种标准的证书，可以和其他证书类型互相转换。完整来说证书包含，证书的内容，包括 版本号， 证书序列号， hash算法， 发行者名称，有效期， 公钥算法，公钥，签名（证书原文以及原文hash一起签名）而这个内容以及格式 都是标准化的，即x509格式 是一种标准的格式。

签名: 就用私钥对一段数据进行加密，得到的密文。 这一段数据在证书的应用上就是 对证书原文+原文hash进行签名。
谁签的名，就是用谁的私钥进行加密。就像身份证一样， 合法的身份证我们都依据是政府签的，才不是假证， 那就是浏览器会有政府的公钥，通过校验（解密）签名，如果能够解密，就可以确定这个就是政府的签名。就对了。

hash算法 ：对原始数据进行某种形式的信息提取，被提取出的信息就被称作原始数据的消息摘要。比如，MD5和SHA-1及其大量的变体。 hash算法具有不可逆性，无法从摘要中恢复出任何的原始消息。长度总是固定的。MD5算法摘要的消息有128个比特位，SHA-1算法摘要的消息最终有160比特位的输出。

ca机构： 权威证书颁发机构，浏览器存有ca的公钥，浏览器以此公钥来验证服务端证书的合法性。

证书的获取： 生成证书申请文件.csr（涉及到PKCS#10定义的规范）后向ca机构申请。 或者自己直接通过生成私钥就可以一步到位生成自签名证书。 自签名证书就是用自己的私钥来签名证书。

那么为了体现到 证书身份认证、数据完整、保密性三大特性 ，证书的简化模型可以认为包含以下两个要素：服务器公钥，ca的签名（被ca私钥加密过的证书原文+原文hash），

身份认证：
浏览器存有ca公钥，用ca公钥解密网站发给你的证书中的签名。如果能解密，说明该证书由ca颁发，证书合法。 否则浏览器就会报警告，问你是否信任这个证书，也就是这个网站。这时候的证书可以是任何人签发的，可以自己签发的。 但是中间人攻击。 完全伪造新的证书， 这就没有办法了。 所以还是信任证书的时候要谨慎。

数据完整：
如果你信任该证书的话，这时候就会用证书中的公钥去解密签名，如果是ca签发的证书，那么之前就已经通过ca的公钥去解密签名了。 然后得到证书hash，然后在浏览器重新对证书做hash，两者比对一致的话，说明证书数据没有被篡改。

保密性：
使用证书的公钥对对称秘钥加密保证传输安全，对称秘钥生成后，后续的传输会通过对称秘钥来在服务端和客户端的加解密。

那么ssl协议的具体过程就是：

4.网站接收浏览器发来的数据之后 使用自己的私钥校验签名，并对原文进行hash 与解密出的hash 做比对检查完整性。然后发送编码改变通知，服务器握手结束通知（所有内容做hash ）。 发送给客户端校验。

5 客户端校验，校验成功后，之后就用 对称秘钥进行通信了。

总共的过程是 c-s-c- s-c 四次握手。

四次握手简单来说分别是：
1.请求获取证书
2.服务端返回证书，客户端验证了证书的合法性和完整性，同时生成了对称秘钥。
3.客户端把加密的 对称秘钥发给服务器。服务器检查真实性和完整性。
4.服务端返回握手结束通知，客户端再检查一次真实性和完整性。

前两次握手是明文， 后两次握手是密文。 所以都要检查身份真实性和数据完整性。

ca的作用：
ca起到一个权威中间人的角色，如果脱离了ca， 那么证书还是证书，还能加密，保证数据完整性。 但是无法应用在客户端去认定服务器身份合法这个场景下。

下面就详细说下 脱离了ca签发的证书的应用：
  

自签名证书：

证书如果没有权威机构的签名，就是没有权威机构给你签发身份证。 那么这时候身份认证的场景变了。
这时候的认证场景就变成了，不再是某个官方权威说了算，而是假设第一次碰到这个证书，会认为，这个证书与之捆绑的实体之间是合法的并做记录。如果当这个实体下次捆绑了另一个证书，那么就是非法的。

这种情况常用于android中安装和校验app的时候，会先假设第一次安装的是合法的应用，认定这个app证书中的公钥是合法的公钥。然后通过自签名的证书，校验签名，就能实现后续安装是否合法以及完整性。

android中的如何对app进行身份认定和不被篡改：

android系统在安装app时候会进行校验applicationId，applicationId 不同会认定为不同应用。相同应用，第二次安装会校验证书是否和之前app的证书相同，如果相同则两个包很可能来自同一个身份。 如果证书不同，也就是该包被另一个身份用自己的私钥重新签名过，就会拒绝安装。 然后通过公钥来解密签名，如果能解密，说明身份是ok的。否则拒绝安装。比对解密签名后的hash 与apk包内的cert.sf文件(该文件是apk内所有文件生成的hash文件)是否一致，如果相同则认定为没有被篡改。

android在提交应用商店的问题：

应用商店也会校验 后续的上传和第一次上传时的证书，以及类似上述的后续的一系列校验。防止合法的开发者平台被盗后，上传非法应用。

android在接入第三方sdk的问题：

接入第三方sdk 会提交applicationId 和 sha1 值。 这个sha1值就是对 证书原文的签名后的sha1，也就是证书指纹。这个证书是证书库里最初的那个证书（x509格式），而不是对apk签名后生成的证书(PKCS#7)。一般的证书签名的主体是证书原文本身，而对apk签名还额外会对apk所有文件生成的hash值文件（cert.sf）进行一次签名。

第三方平台会记录 applicationId 与sha1 的对应关系。 当有假冒app试图接入时候，由于会对app内的PKCS#7证书转换为原始的x509格式证书，重新生成sha1值，与用户提交sha1 比对， 如果相同则说明证书很可能是ok的。 因为sha1就是证书的指纹。 之后就会通过证书中的公钥来校验签名，从而最终确认身份合法性以及信息完整性。

第三方平台之所以需要用户去提交证书指纹sha1值，多了这一步，就意味着你的证书是可以更换的，一旦更换了证书，就必须提交新的指纹给我，然后我来做匹配。而应用商店没有这个功能， 一旦你的证书的私钥丢了， 那就必须重新建一个新的app。

总结来看证书的身份认定机制：

在ssl协议下，这种场景是 浏览器用于认定合法的服务器身份。 在自签名证书下，需要用户选择是否信任该证书。

在android app采用自签名证书的场景下， 证书起到了 假设第一次的证书合法，公钥合法，后续如果证书不一致或不能够完成签名校验，就是非法。

证书库：

证书库应该满足PKCS#12协议。 但是jdk提供了制作证书的工具keytool 可以生成keystore类型的证书库，后缀为jks。 keystore pk12可以通过keytool命令互相转换。

证书库是个证书的容器， 可以用来创建数字证书。 在keystore证书库中，所有的数字证书是以一条一条(采用别名alias区别)的形式存入证书库的。证书库中的证书格式为pk12，即包含私钥。 如果导出证书的话， 可以导出为x509不包含私钥的格式 或者pk12包含私钥的证书。 也可以也可以用-import参数加一个证书或证书链到信任证书。

android中一般都采用读取证书库的方式，通过证书库来创建一个证书，通过alias来区分。 所以在签名的时候，一个alias是一个证书，不同的alias是不同的证书，不要搞错了。

几个关系：

证书和非对称加密算法的关系：
证书代表一个身份的主体，包含了非对称秘钥体系中的公钥，以及用私钥对证书签名。这种组织结构，把非对称加密算法从加密的功能，拓宽到了用于身份认证，信息完整性上。这体现在了证书的作用。 本质还是利用了非对称加密算法的特性。

ssl协议和证书的关系。
因为证书解决了客户端对服务器的身份认证（自签名证书除外），同时也解决了加密，和信息完整性，所以ssl协议基于证书来实现。

② android 怎么使用自己编译的openssl

项目上面右击如图：

③ android中pem证书是怎样生成的

证书都可以用openssl工具链来生成。
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。
在OpenSSL被曝出现严重安全漏洞后，发现多数通过SSL协议加密的网站使用名为OpenSSL的开源软件包。由于这是互联网应用最广泛的安全传输方法，被网银、在线支付、电商网站、门户网站、电子邮件等重要网站广泛使用，所以该漏洞影响范围广大。
OpenSSL漏洞不仅影响以https开头的网站，黑客还可利用此漏洞直接对个人PC发起"心脏出血"(Heartbleed)攻击。据分析，Windows上有大量软件使用了存在漏洞的OpenSSL代码库，可能被黑客攻击抓取用户电脑上的内存数据。

④ 有哪些android应用使用了openssl

最方便的是让cocos2dx开发组更新一下openssl库，发个补丁，自己编译libcurl涉及到下载android代码库等等，非常麻烦，而且我怕到时候弄得和官方发布版本不一致出bug就不大好了

⑤ 在MACOX上的ANDROIDSTUDIO如何编译OPENSSL原生的C库成动态的.SO库

目前暂不支持开发工具编译C、c++代码生成so文件，应该后续版本会有的。
.so 为共享库,是shared object,用于动态连接的,和dll差不多，可以这样调用so文件：
调用 System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));
得到/usr/java/jdk1.5.0_13/jre/lib/i386，将SO文件放在该目录下
运行java程序，输出了由C语言函数计算出的结果

⑥ 有人研究过更新android系统中的openssl版本么

android4.4系统中自动的openssl版本是1.0.1e, 而且这个版本存在安全漏洞，客户要求升级android系统中的openssl版本， 我看了下external/openssl下面的 README.android, 有些没看懂， 不知道有没有大侠弄过。

OpenSSL on the Android platform.
---

The code in this directory is based on $OPENSSL_VERSION in the file
openssl.version. See patches/README for more information on how the
code differs from $OPENSSL_VERSION.

Porting New Versions of OpenSSL.
--

The following steps are recommended for porting new OpenSSL versions.

1) Retrieve the appropriate version of the OpenSSL source from
www.openssl.org/source (in openssl-*.tar.gz file). Check the PGP
signature (found in matching openssl-*.tar.gz.asc file) with:

gpg openssl-*.tar.gz.asc

If the public key is not found, import the the one with the
matching RSA key ID from http://www.openssl.org/about/, using:

gpg --import # paste PGP public key block on stdin

2) Update the variables in openssl.config and openssl.version as appropriate.
At the very least you will need to update the openssl.version.

3) Run:

./import_openssl.sh import openssl-*.tar.gz

4) If there are any errors, then modify openssl.config, openssl.version
and patches in patches/ as appropriate. You might want to use:

./import_openssl.sh regenerate patches/*.patch

Repeat step 3.

5) Cleanup before building with:

m -j16 clean-libcrypto clean-libssl clean-openssl clean-ssltest

6) Build openssl from the external/openssl directory with:

mm -j16 snod && adb remount && adb sync system

If there are build errors, then patches/*.mk, openssl.config, or
android-config.mk may need updating.

7) Run tests to make sure things are working:

# Run local openssl tests
(cd android.testssl/ && ./testssl.sh)
# Build and sync libcore tests
(croot && cd libcore && mm -j16 snod && adb remount && adb sync)
# Run tests from libcore
(croot && vogar --classpath out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/core-tests_intermediates/classes.jar javax.net.ssl tests.api.javax.net)
# Run tests from Harmony
(croot && vogar --classpath out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/apache-harmony-tests_intermediates/classes.jar tests.api.java.math.BigIntegerTest org.apache.harmony.tests.java.math)
# try an https website
adb shell am start https://online.citibank.com # confirm result in browser

The vogar tool can be found externally at http://code.google.com/p/vogar/

Quick installation instructions (without rebuilding from source):
VOGAR=$HOME/vogar
svn co http://vogar.googlecode.com/svn/trunk/ $VOGAR
mkdir -p $VOGAR/build/
curl -o $VOGAR/build/vogar.jar https://vogar.googlecode.com/files/vogar.jar
PATH=$PATH:$VOGAR/bin

Within Google, you can find it under:
/home/dalvik-prebuild/vogar/bin/vogar

# You can also run openssl s_server as a test server on the device:
adb push ./android.testssl/CAss.cnf /sdcard/CAss.cnf
adb shell openssl req -config /sdcard/CAss.cnf -x509 -nodes -days 365 -subj '/C=US/ST=California/L=Mountain View/CN=localhost' -newkey rsa:1024 -keyout /sdcard/server.pem -out /sdcard/server.pem
adb shell openssl s_server -cert /sdcard/server.pem -www -verify 1
adb shell am start https://localhost:4433 # confirm result in browser

8) Do a full build before checking in:

m -j16

Optionally, check whether build flags (located in CONFIGURE_ARGS in
openssl.config, plus some extras in android-config.mk), need to be updated.
Doing this step will help ensure that the compiled library is appropriately
optimized for speed and size.

⑦ android 手机访问ssl要怎么做客户端认证,需要什么样子的证书格式，证书名称和网站名称不一致怎么解决

可以参考openssl，android自带openssl的库，可以通过ndk调用！

⑧ Android：Ubuntu编译OpenSSL步骤

NDK版本：android-ndk-r14b

OpenSSL版本：1.1.1k/3.0.0

Ubuntu版本：15.5

1、配置ndk环境变量
OpenSSL版本：1.1.1k：export ANDROID_NDK_HOME=/home/linrendi/Desktop/Compile/android-ndk-r14b/
OpenSSL版本：3.0.0： export ANDROID_NDK=/home/linrendi/Desktop/Compile/android-ndk-r14b/
如果是
编译32位：
OpenSSL版本：1.1.1k：1、export PATH= PATH
OpenSSL版本：3.0.0：1、export PATH= PATH
2、./Configure android-arm -D__ANDROID_API__=21 --prefix=/home/linrendi/Desktop/openssl-1.1.1k/armv7a
3、make -j7 && make install
编译64位：
OpenSSL版本：1.1.1k：1、export PATH= PATH
OpenSSL版本：3.0.0：1、export PATH= PATH
2、./Configure android-arm64 -D__ANDROID_API__=21 --prefix=/home/linrendi/Desktop/openssl-1.1.1k/arm64
3、make -j7 && make install

注意：当编译完32位后，又想编译64位，必须重新解压，避免一些配置没有更新导致编译失败

⑨ 求助，在android端使用openssl生成的rsapublicKey解密的相关问题

首先介绍下命令台下openssl工具的简单使用：

生成一个密钥：

openssl genrsa -out test.key 1024
这里-out指定生成文件的。需要注意的是这个文件包含了公钥和密钥两部分，也就是说这个文件即可用来加密也可以用来解密。后面的1024是生成密钥的长度。

openssl可以将这个文件中的公钥提取出来：

openssl rsa -in test.key -pubout -out test_pub.key
-in指定输入文件，-out指定提取生成公钥的文件名。至此，我们手上就有了一个公钥，一个私钥（包含公钥）。现在可以将用公钥来加密文件了。

我在目录中创建一个hello的文本文件，然后利用此前生成的公钥加密文件：

openssl rsautl -encrypt -in hello -inkey test_pub.key -pubin -out hello.en
-in指定要加密的文件，-inkey指定密钥，-pubin表明是用纯公钥文件加密，-out为加密后的文件。

解密文件：

openssl rsautl -decrypt -in hello.en -inkey test.key -out hello.de
-in指定被加密的文件，-inkey指定私钥文件，-out为解密后的文件。

至此，一次加密解密的过程告终。在实际使用中还可能包括证书，这个以后有机会再说~

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下来介绍下在程序如何利用之前生成的test.key和test_pub.key来进行信息的加密与解密（当然也可以直接利用openssl的API来生成密钥文件）。

下面是一个例子，这个例子利用已有的密钥来对source字符串进行加密与解密：

1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<string.h>
4 #include<openssl/rsa.h>
5 #include<openssl/pem.h>
6 #include<openssl/err.h>
7 #define OPENSSLKEY "test.key"
8 #define PUBLICKEY "test_pub.key"
9 #define BUFFSIZE 1024
10 char* my_encrypt(char *str,char *path_key);//加密
11 char* my_decrypt(char *str,char *path_key);//解密
12 int main(void){
13 char *source="i like dancing !";
14 char *ptr_en,*ptr_de;
15 printf("source is :%s\n",source);
16 ptr_en=my_encrypt(source,PUBLICKEY);
17 printf("after encrypt:%s\n",ptr_en);
18 ptr_de=my_decrypt(ptr_en,OPENSSLKEY);
19 printf("after decrypt:%s\n",ptr_de);
20 if(ptr_en!=NULL){
21 free(ptr_en);
22 }
23 if(ptr_de!=NULL){
24 free(ptr_de);
25 }
26 return 0;
27 }
28 char *my_encrypt(char *str,char *path_key){
29 char *p_en;
30 RSA *p_rsa;
31 FILE *file;
32 int flen,rsa_len;
33 if((file=fopen(path_key,"r"))==NULL){
34 perror("open key file error");
35 return NULL;
36 }
37 if((p_rsa=PEM_read_RSA_PUBKEY(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){
38 //if((p_rsa=PEM_read_RSAPublicKey(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){ 换成这句死活通不过，无论是否将公钥分离源文件
39 ERR_print_errors_fp(stdout);
40 return NULL;
41 }
42 flen=strlen(str);
43 rsa_len=RSA_size(p_rsa);
44 p_en=(unsigned char *)malloc(rsa_len+1);
45 memset(p_en,0,rsa_len+1);
46 if(RSA_public_encrypt(rsa_len,(unsigned char *)str,(unsigned char*)p_en,p_rsa,RSA_NO_PADDING)<0){
47 return NULL;
48 }
49 RSA_free(p_rsa);
50 fclose(file);
51 return p_en;
52 }
53 char *my_decrypt(char *str,char *path_key){
54 char *p_de;
55 RSA *p_rsa;
56 FILE *file;
57 int rsa_len;
58 if((file=fopen(path_key,"r"))==NULL){
59 perror("open key file error");
60 return NULL;
61 }
62 if((p_rsa=PEM_read_RSAPrivateKey(file,NULL,NULL,NULL))==NULL){
63 ERR_print_errors_fp(stdout);
64 return NULL;
65 }
66 rsa_len=RSA_size(p_rsa);
67 p_de=(unsigned char *)malloc(rsa_len+1);
68 memset(p_de,0,rsa_len+1);
69 if(RSA_private_decrypt(rsa_len,(unsigned char *)str,(unsigned char*)p_de,p_rsa,RSA_NO_PADDING)<0){
70 return NULL;
71 }
72 RSA_free(p_rsa);
73 fclose(file);
74 return p_de;
75 }