2017-2018-1 《信息安全系统设计基础》实验五 通信协议设计
任务一 Linux下OpenSSL的安装与测试
Linux下的应用大多可以直接使用，也可以获取源代码自己进行编译、安装，使用源代码安装的过程一般是：
- config
- make
make install
OpenSSL的安装也是这样。首先解压源代码：
tar xzvf openssl-1.1.0-pre1.tar.gz
然后进入源代码目录：
cd openssl-1.1.0-pre1
然后使用下列命令编译安装：./Configure
make
sudo make install
使用make test测试一下有没有问题。
- Linux下OpenSSL的使用
- OpenSSL应用程序
通过man openssl查看帮助文档。
OpenSSL密码算法库
编写一个测试代码test_openssl.c：
#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>
int main(){
OpenSSL_add_all_algorithms();
return 0;
}
然后用下面命令编译：
- gcc -o to test_openssl.c -I /usr/local/ssl/inlcude /usr/local/ssl/lib -ldl -lpthread
- 执行./to;echo $?,结果打印0.
任务二 混合密码系统防护
（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，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
