Part 02：加密与解密基础

1.对称加密与非对称加密

• 对称加密
• 定义：使用相同的密钥进行加密和解密。
• 常见算法：AES、DES、3DES。
• 优点：加密速度快，适合大数据量加密。
• 缺点：密钥分发和管理困难。
• 应用场景：文件加密、数据库加密、网络通信加密。
• 非对称加密
• 定义：使用一对密钥（公钥和私钥），公钥加密，私钥解密。
• 常见算法：RSA、ECC、DSA。
• 优点：安全性高，适合密钥分发和数字签名。
• 缺点：加密速度慢，不适合大数据量加密。
• 应用场景：SSL/TLS、数字签名、密钥交换。

2.OpenSSL中的加密算法

• 对称加密算法
• AES（高级加密标准）：支持 128 位、192 位、256 位密钥。
• DES（数据加密标准）：已逐渐被 AES 取代。
• 3DES（三重 DES）：对 DES 的改进，安全性更高。
• 非对称加密算法
• RSA：基于大整数分解的加密算法。
• ECC（椭圆曲线加密）：基于椭圆曲线数学，密钥更短，安全性更高。
• 哈希算法
• SHA-1、SHA-256、MD5：用于生成数据的唯一哈希值。

3.对称加密实践

• 使用AES加密文件
• 生成一个随机密钥和初始化向量（IV）：

openssl rand -hex 32 > key.txt  # 生成32字节（256位）的密钥
openssl rand -hex 16 > iv.txt   # 生成16字节（128位）的IV

• 使用 AES-256-CBC 加密文件：

openssl enc -aes-256-cbc -in plaintext.txt -out encrypted.txt -pass file:key.txt -iv $(cat iv.txt)

• 解密文件：

openssl enc -d -aes-256-cbc -in encrypted.txt -out decrypted.txt -pass file:key.txt -iv $(cat iv.txt)

• 验证解密结果
• 使用 diff 命令比较原始文件和解密后的文件：

diff plaintext.txt decrypted.txt

如果输出为空，说明解密成功。

4.非对称加密实践

• 非对称加密通信交换流程

• 生成RSA密钥对
• 生成私钥：

openssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048

• 从私钥中提取公钥：

openssl rsa -in private_key.pem -pubout -out public_key.pem

• 使用公钥加密
• 使用公钥加密文件：

openssl pkeyutl -encrypt -in plaintext.txt -out encrypted.txt -pubin -inkey public_key.pem

• 使用私钥解密
• 使用私钥解密文件：

openssl pkeyutl -decrypt -in encrypted.txt -out decrypted.txt -inkey private_key.pem

• 验证解密结果
• 使用 diff 命令比较原始文件和解密后的文件：

diff plaintext.txt decrypted.txt

如果输出为空，说明解密成功。

任务

任务1：使用AES加密一个文本文件，并解密验证

1. 创建一个文本文件 plaintext.txt，内容为 Hello, OpenSSL!。
2. 使用 AES-256-CBC 加密该文件，生成 encrypted.txt。
3. 解密 encrypted.txt，生成 decrypted.txt。
4. 验证解密后的文件内容是否与原始文件一致。

任务2：生成RSA密钥对，并使用公钥加密、私钥解密

1. 生成一个 2048 位的 RSA 私钥 private_key.pem。
2. 从私钥中提取公钥 public_key.pem。
3. 使用公钥加密 plaintext.txt，生成 encrypted.txt。
4. 使用私钥解密 encrypted.txt，生成 decrypted.txt。
5. 验证解密后的文件内容是否与原始文件一致。