OPENSSL 学习整理-介绍

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Openssl目录名以及功能描述

OpenSSL算法目录

openSSL 的算法目录Crypto 目录包含了OpenSSL 密码算法库的所有源代码文件，是OpenSSL 中最重要的目录之一。OpenSSL 的密码算法库包含了OpenSSL 中所有密码算法、密钥管理和证书管理相关标准的实现，在Windows 下编译后的库文件名为libeay32.lib，在Linux 下编译后生产的库文件名为libcrypto.a。Crypto 目录下包含了众多的子目录，这些目录大多数以相关的算法或标准名称的简写命名。当然,并非所有这些目录存放的源文件都是密码算法和标准，有些是OpenSSL 本身的一些相关功能文件，如BIO、DSO 和EVP 等。

Crypto 子目录列表

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。

虽然每种加密算法都定义了自己的接口函数，但是OpenSSL 还使用EVP 封装了所有的对称加密算法，使得各种对成加密算法能够使用统一的API 接口EVP_Encrypt 和EVP_Decrypt 进行数据的加密和解密，大大提供了代码的可重用性能。

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。

跟对称加密算法相似，OpenSSL 也使用EVP 技术对不同功能的非对称加密算法进行封装，提供了统一的API 接口。如果使用非对称加密算法进行密钥交换或者密钥加密，则使用EVP_Seal 和EVP_Open 进行加密和解密；如果使用非对称加密算法进行数字签名，则使用EVP_Sign 和EVP_Verify 进行签名和验证。

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。

OpenSSL 采用EVP_Digest 接口作为信息摘要算法统一的EVP 接口，对所有信息摘要算法进行了封装，提供了代码的重用性。

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。

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。

BIO 机制

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。

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