OpenSSL实践-概述与编译

2019年6月5日 296次阅读 来源: 夏日里的故事

OpenSSL是什么？

概述

OpenSSL是个开源项目，为TLS和SSL提供一个健壮、商业级以及功能齐全的实现。同时，它也是个通用的加密库。OpenSSL采用Apache-style授权，基本上可以自由应用在商业和非商业的项目上。参考1

组成

OpenSSL大概由三部分组成：

  • 命令
    OpenSSL中包含一个可执行程序:openssl，可以直接完成特定任务的，诸如：密钥的生成、证书信息的查看、摘要计算以及加密解密等等。使用起来非常方便，在调试、测试的或者日常业务中可直接使用。
  • SSL库
    SSL的实现
  • 加密库
    加密库，包含各种加密算法的实现、证书操作接口以及一些辅助类

其他

OpenSSL本身库设计得比较复杂，自身问题不少，诸如之前的”heartbleed”安全漏洞，因此不少公司或者团队都有自己的fork，诸如google的BoringSSL、OpenBSD的LibreSSL等。需要注意的是，BoringSSL在接口上不一定能兼容OpenSSL。

密码学

概述

在使用OpenSSL，就需要对密码学有一定的了解，这里稍微介绍一下密码学相关的知识，便于对各种加密算法的运用。

现代密码学，并非像很多人想象的那样，简单使用一个密码加密一段文本，从而隐藏“原文”,使窃听者不能阅读原文。现代密码学发展至今，功能和学科分支已经十分丰富，就基础功能来说，主要如下：

  • 机密性
    如何将可理解的信息转换成难以理解的信息，并且使得有秘密信息的人能够逆向回复，但缺乏秘密信息的拦截者或窃听者则无法解读
  • 鉴别
    消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。这点在实际应用面非常广，诸如我们连接的服务器就是我们的服务器，而不是别人伪造的服务器。
  • 报文完整性
    消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。
  • 不可否认性
    发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息。

密码学常用算法

密码学常用的算法非常多，不同的算法应用在不同的场合当中，很多时候，也是各种算法相互配合来解决实际问题的，常见用的如下：

《OpenSSL实践-概述与编译》 密码学常用算法

编译

OpenSSL支持非常多的平台，编译起来也比较简单，源码包可以在下述网址上下载到:

https://www.openssl.org/source/

以下编译适应的源码版本为：1.1.0b

windows下的编译

Windows下编译代码，需要进行环境准备、配置以及正式编译三个步骤，如果环境满足条件，那么只需要后两步就行了

准备

在windows下编译，需要准备以下环境：

  • perl
    windows下的构建脚本是通过perl实现的，因此需要安装perl运行环境：

https://www.perl.org/

安装好后，可以在控制台里面输入：

perl --version

应该有类似字样：

This is perl 5, version 24, subversion 0 (v5.24.0) built for MSWin32-x86-multi-thread-64int
(with 1 registered patch, see perl -V for more detail)
....

表示正确安装了，如果提示找不到程序，说明安装是错误的

  • NASM
    OpenSSL部分源码使用汇编进行优化，需要安装NASM来对相关代码进行编译

http://www.nasm.us/

为了让构建脚本找到NASM，安装好NASM之后，需要把nasm.exe添加到PATH环境变量当中，为了验证安装是正确的，打开控制台（运行->cmd回车），输入：

nasm -version

应该有类似输出：

NASM version 2.12.03rc1 compiled on Oct  4 2016
  • Visual Studio 2013或者Visual Studio 2015

我只测试过这两个版本，其他版本应该也是可以的

配置

在编译前，需要配置好源码，就是需要编译那些功能、静态库还是动态库等等

假设源码路径是： D:\test_openssl\openssl-1.1.0b 而 输出的路径是： D:\test_openssl\out
在开始菜单中按如下路径找到：

Visual Studio 2015\Visual Studio Tools\Windows Desktop Command Prompts

VS2015 x86 Native Tools Command Prompt，点击打开一个编译控制台，这个控制台是设定好相关的环境变量的，可以调用到VS2015相关的工具链。

进入：D:\test_openssl\out这个目录，执行如下命令：

perl D:\test_openssl\openssl-1.1.0b\Configure VC-WIN32

该命令会对源码进行配置，并输出编译参数.

OpenSSL配置命令大概如下形式：

perl 源码目录\Configure 目标 配置参数

其中，如果是针对windows，那么目标又有如下四个：

VC-WIN32 | VC-WIN64A | VC-WIN64I | VC-CE

常用的参数：

  • –debug
    附带调试符号
  • no-asm
    不适用汇编代码，如果没有NASM，那么可以使用该参数来跳过
  • no-shared
    编译成静态库，默认是动态库

其他具体的参数， 可以阅读源码目录下的：INSTALL文件

编译

配置好后，通过执行如下命令编译：

nmake

当编译结束后，out目录会输出相关的二进制文件、库文件等等
注意：执行nmake的时候，需要从刚才打开的控制台上进行，否则会提示nmake找不到

为了验证编译出来的程序是否有问题，这个时候需要编译和执行测试用例：

nmake test

该命令会编译并执行测试用例，输出各个测试用例执行的情况，通过的测试用例，应该提示：ok 字样，未启用的功能会：skip，最后结束会出现：

All tests successful.
Files=86, Tests=422, 67 wallclock secs ( 0.39 usr +  0.13 sys =  0.52 CPU)
Result: PASS

如果提示错误，得进行问题分析了。

编译出来的结果如下：

  • openssl命令
    在app目录下
  • 相关的dll
    在out目录下，app目录下也有一份，主要提供给openssl命令使用
  • 相关的lib和def
    在windows下开发，如果是动态库，需要lib和def文件，都在out目录下

一般情况下，可以使用：

nmake install

进行安装，实际就是复制相关文件到特定的安装目录下，默认是：C:/Program Files (x86)/OpenSSL

Hello World

为了验证一下编译出来的结果，我们新建一个C++项目来验证一下。打开Visual Studio，新建一个控制台项目，然后在项目属性中的 【VC++Directories】：

  • Include Directories
    包含目录，把OpenSSL头文件所在的路径添加进入，按照之前的路径设定，就是：

D:\test_openssl\out\include
D:\test_openssl\openssl-1.1.0b\include

  • Library Directories
    库文件所在的目录，把OpenSSL编译产生的lib文件的路径添加进去，按照之前的设定，就是：

D:\test_openssl\out

《OpenSSL实践-概述与编译》 VC++ 目录设定

另外还需要指定链接的库，在项目属性对话框 【Linker->Input->Additional Dependencies】 中添加：

libcrypto.lib

《OpenSSL实践-概述与编译》 Additional Dependencies

最后，在main函数中打印OpenSSL的版本号：

cout << "openssl version: " << OpenSSL_version(OPENSSL_VERSION) << endl;

编译，运行，如果提示找不到dll文件，那么请把 out目录中的libcrypto-1_1.dll复制到程序目录下，正常输出应该如下：

openssl version: OpenSSL 1.1.0b  26 Sep 2016

相关源码，详见github: https://github.com/summer2186/openssl_tutorial/tree/master/01_hello_world

linux下编译

linux下编译的方法和windows下编译很类型，另外源码目录下：./config本身是个shell脚本，可以自动配置源码。

参考

    原文作者：夏日里的故事
    原文地址: https://www.jianshu.com/p/722c2c463f1d
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