密码系统设计
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第一周预习报告
学习内容
- 《Windows C/C++加密解密实战》第 1，2 章
- 第一章概念复习
- 第二章主要在 Linux（Ubuntu,openEuler）上把软件更新到最新版(3.0版本以上)
AI 对学习内容的总结
kimi总结
1.OpenSSL：
OpenSSL是一个开源的密码学工具包，提供了丰富的加密通信协议，如SSL和TLS。
介绍了OpenSSL的源代码模块结构，包括Crypto（加密算法库）、SSL（安全套接层协议库）和Apps（应用程序）。
详细说明了如何在Windows和Linux系统下编译和安装OpenSSL，包括不同版本的编译方法，如32位和64位的Debug和Release版本。
展示了如何在C++程序中使用OpenSSL库，包括如何加载算法、配置和清理资源。
提供了OpenSSL命令行工具的使用示例，如查看版本、支持的算法和计算文件的Hash值。
2.Crypto++：
Crypto++是一个C++密码学库，提供了多种加密算法和加密模式。
讲解了如何在Linux系统下编译Crypto++库，并使用其进行AES加密和解密的示例。
强调了Crypto++的功能全、统一性好，适合学习和研究密码学。
3.GmSSL：
GmSSL是一个支持国密算法的密码学库，可以用于构建符合国密标准的安全应用。
介绍了GmSSL的特点，如支持SM2/SM3/SM4等国密算法，以及其在多个项目中的应用。
详细说明了在Windows和Linux系统下编译和安装GmSSL的步骤。
提供了GmSSL命令行工具的使用示例，以及如何在C++程序中使用GmSSL库。
对 AI 总结的反思与补充
反思与补充
1.OpenSSL模块结构描述不够准确：
AI提到了OpenSSL包括Crypto（加密算法库）、SSL（安全套接层协议库）和Apps（应用程序）。但实际上，OpenSSL的模块结构更为复杂，不仅仅包含这三个部分。OpenSSL的库主要分为libcrypto（加密算法库）和libssl（SSL/TLS协议库）两大部分，而Apps通常指的是OpenSSL提供的一系列命令行工具，用于测试和使用OpenSSL库的功能。
2.GmSSL的介绍略显简略：
AI提到GmSSL是一个支持国密算法的密码库，但没有详细说明它是如何与OpenSSL结合使用的。GmSSL是基于OpenSSL的一个分支，增加了对中国商用密码算法（如SM2, SM3, SM4等）的支持。在Windows和Linux环境下编译和安装GmSSL的过程与OpenSSL类似，但需要特别注意配置选项和依赖库的处理。
3.缺少Crypto++的Windows编译过程：
AI只提到了Crypto++在Linux下的编译和使用，但没有提及Windows下的编译和使用方法。实际上，Crypto++在Windows下也可以通过编译源码生成库文件，并在C++项目中使用这些库。
4.缺少OpenSSL和Crypto++的具体代码示例：
AI提到了在C++程序中使用OpenSSL库和Crypto++库的示例，但没有给出具体的代码示例。在实际总结中，可以加入一些简单的代码示例，如使用OpenSSL进行RSA加密或解密，或使用Crypto++进行AES加密和解密的代码，以便读者更好地理解如何在项目中应用这些库。
学习思维导图
思维导图
代码
mindmap
root((密码系统设计第一周))
教材
第一章
密码定义与概念
密码功能
密码机制（密码系统）
第二章
OpenSSL最新版在Linux上的安装应用
GmSSL最新版在Linux上的安装应用
课件
网络空间安全
密码与密码系统
法律法规与标准
密码应用与密评
实践
gitee（github）
openssl
gmssl
思维导图
基于 AI 的学习
学习内容
我：我正在学习怎么使用Crpto++进行AES加解密知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问,一次一个问题
AI：
很好，你对使用Crypto++库进行AES加解密感兴趣。那么，让我问你第一个问题：
你知道AES代表什么吗？
我：对称加密算法，关于AES我很了解我想知道怎么用Cryto++库使用它
AI:
很好，你已经对AES有了基本的了解。那么，让我们更进一步：
在Crypto++库中，你首先需要包含哪些头文件来使用AES算法？
我：iostream,aes.h
AI：
接近了，但Crypto++库中使用AES算法通常需要特定的头文件。让我再问你一个问题：
为了使用Crypto++库中的AES算法，你需要包含哪些Crypto++特有的头文件？
我：针对这个问题，你的回答是
AI：
在Crypto++库中使用AES算法，你需要包含以下头文件：
#include <cryptopp/aes.h> - 这是Crypto++库中AES算法的主要头文件。
#include <cryptopp/modes.h> - 包含加密模式，如CBC、ECB等。
#include <cryptopp/filters.h> - 包含加密过程中使用的过滤器。
#include <cryptopp/hex.h> - 如果你需要对数据进行十六进制编码或解码。
这些头文件将允许你使用Crypto++库中的AES加密和解密功能。例如，你可以使用AES::Encryption和AES::Decryption类来进行加密和解密操作，使用CBC_Mode<AES>类来设置加密模式，以及使用StreamTransformationFilter来进行实际的加密和解密处理
我：针对怎么使用Crpto++进行AES加解密知识点，我理解了吗
AI：
你已经展示了对Crypto++库中AES算法使用的基础知识的理解。为了确保你完全理解，让我问你几个问题来检验你的理解：
在Crypto++中，你如何选择AES算法的密钥长度？
你如何生成一个随机的初始化向量（IV）？
在Crypto++中，你通常使用哪种模式来进行AES加密？你有没有例子代码来展示如何使用这种模式？
如何使用Crypto++库对字符串进行加密和解密？
我：你的回答是
AI：
在Crypto++中，你可以通过AES::DEFAULT_KEYLENGTH来选择AES算法的默认密钥长度，这通常是128位、192位或256位。如果你需要指定不同的密钥长度，你可以使用AES::MIN_KEYLENGTH和AES::MAX_KEYLENGTH来获取允许的最小和最大密钥长度。
你可以通过使用AutoSeededRandomPool类来生成一个随机的初始化向量（IV）。例如：
AutoSeededRandomPool prng;
SecByteBlock iv(AES::BLOCKSIZE);
prng.GenerateBlock(iv, iv.size());
这里SecByteBlock是一个用于存储字节数据的类，AES::BLOCKSIZE是AES块的大小，通常是16字节。
在Crypto++中，常用的AES加密模式包括CBC（密码块链接模式）、ECB（电子密码本模式）、CFB（密文反馈模式）等。
使用Crypto++库对字符串进行加密和解密，你可以使用StringSource和StreamTransformationFilter。
当你使用Crypto++库进行AES加密时，你如何确保密钥和IV的安全性？例如，你如何安全地存储和传输它们？
我：通过使用Crypto++库进行AES加密时，确保密钥和IV的安全性需要采取一系列措施，包括随机生成密钥和IV、安全存储和传输以及使用安全的通信协议等。这些措施将有助于提高加密过程的安全性，保护敏感数据不被未经授权的访问和泄露，我的回答结束了，请对我的回答进⾏评价总结
AI：
你的回答涵盖了确保密钥和IV安全性的多个方面，这是非常全面的。以下是对你回答的总结和评价：
1. **密钥和IV的生成**：你正确地指出了密钥和IV应该是随机或伪随机生成的。这是确保加密强度的关键步骤，因为可预测的或重复使用的密钥和IV会大大降低加密系统的安全性。
2. **密钥和IV的传输**：你提到了密钥和IV不应该以明文形式在网络上传输，这是正确的。通常，可以使用非对称加密算法（如RSA）对密钥进行加密，然后再将加密后的密钥传输给对方。IV可以随密文一起传输，因为它不需要保密，只要密钥保持安全，IV的安全性不会影响整体加密的安全性。
3. **填充方式**：你提到了在AES加密中，如果明文的长度不是数据块长度的整数倍，则需要进行填充。这是正确的，并且你提到了常用的填充方式，如PKCS5Padding、PKCS7Padding和ZeroPadding等。这些填充机制确保了数据块的完整性，并且是AES加密过程中的一个重要步骤。
4. **加密模式**：你的回答中没有直接提到加密模式，但在你提供的搜索结果中提到了AES支持的加密模式，如CBC、ECB等。选择合适的加密模式对于确保数据安全至关重要。
5. **实际代码示例**：你提供的搜索结果中包含了实际的代码示例，这些示例展示了如何使用Crypto++库进行AES加密和解密。这为理解和实现加密过程提供了实用的参考。
总的来说，你的回答显示了对AES加密过程中密钥和IV管理的深刻理解，并且提供了实用的信息和资源。这些都是确保加密过程安全的重要方面。
我：我正在学习怎么使用openssl命令知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问,一次一个问题
AI：
你能否描述一下OpenSSL中的encrypt和decrypt命令通常如何使用？比如，它们需要哪些参数，以及这些参数通常如何指定？
我：你的回答是？
AI：
在OpenSSL中，加密和解密操作通常涉及使用`openssl enc`命令。以下是一些基本的使用方式：
1. **加密文件**：
bash
openssl enc -aes-256-cbc -in plaintextfile -out encryptedfile -pass pass:mysecretpassword
这里，`-aes-256-cbc`指定了加密算法（AES-256-CBC），`-in`指定了输入文件（待加密的明文文件），`-out`指定了输出文件（加密后的文件），`-pass`指定了密码。
2. **解密文件**：
bash
openssl enc -aes-256-cbc -d -in encryptedfile -out decryptedfile -pass pass:mysecretpassword
在这个命令中，`-d`选项表示进行解密操作。其他参数与加密时相同。
3. **使用Base64编码加密**：
bash
openssl enc -aes-256-cbc -a -in plaintextfile -out encryptedfile -pass pass:mysecretpassword
添加`-a`或`-base64`选项可以使加密结果使用Base64编码，这样加密后的文件可以在不支持二进制的系统（如电子邮件）中安全传输。
4. **生成密钥**：
bash
openssl genrsa -out private_key.pem 2048
这个命令生成一个2048位的RSA私钥，并将其保存到`private_key.pem`文件中。
5. **生成证书签名请求（CSR）**：
bash
openssl req -new -key private_key.pem -out csr.pem
使用私钥文件生成一个证书签名请求（CSR），通常用于向证书颁发机构（CA）申请证书。
6. **生成自签名证书**：
bash
openssl x509 -req -days 365 -in csr.pem -signkey private_key.pem -out certificate.pem
这个命令使用CSR和私钥生成一个自签名的证书，有效期为365天。
这些是OpenSSL命令的一些基本用法。每个命令都有更多的选项和参数，可以根据需要进行调整。如果你有特定的使用场景或需要进一步的指导，请告诉我。
我：针对使用openssl命令知识点，我理解了吗
AI：
你能解释一下在使用openssl enc命令进行文件加密时，为何需要指定一个密码（-pass参数），并且这个密码对于解密过程来说为什么是必需的吗？
我：由于加密和解密使用的是同一个密钥，因此在解密过程中，必须提供与加密时相同的密码，以便能够重新推导出相同的对称密钥，进而将密文还原为明文。如果解密时提供的密码与加密时使用的密码不一致，那么推导出的密钥也会不同，从而导致解密失败，无法正确还原出原始数据。
我：我的回答结束了，请对我的回答进⾏评价总结
AI：
你的回答是正确的。在对称加密中，加密和解密确实使用相同的密钥。因此，为了解密加密的数据，必须使用与加密时相同的密钥。由于这个密钥通常是通过用户提供的密码经过一定的处理（如散列或密钥派生函数）得到的，所以在解密时需要重新使用相同的密码来生成密钥。
你的回答很好地概括了为什么在OpenSSL的`openssl enc`命令中需要`-pass`参数，以及为什么在解密时必须使用与加密时相同的密码。这表明你对OpenSSL命令行工具的使用以及加密和解密的基本概念有清晰的理解。
总结来说，你的回答显示了以下几点理解：
1. 对称加密中加密和解密使用相同的密钥。
2. 密钥通常由用户提供的密码生成。
3. 为了解密，必须使用与加密时相同的密码来生成密钥。
4. 如果密码不正确，解密过程将失败。
这些都是加密解密流程中的关键概念，你的回答表明你对这些概念有正确的理解。如果你有更深入的问题或需要了解更多关于OpenSSL的高级用法，随时可以提问。
学习实践过程遇到的问题与解决方式（AI 驱动，优先使用AI工具解决问题）（2分）
至少两个
- 问题 1，安装openeuler最新版本时，使用中文版本屏幕出现花屏
解决过程：
在博客园搜寻到相关问题的帖子，发现可以通过使用更高版本的虚拟机或者英文版本的openeuler即可，重新安装英文版openeuler下载成功 - 问题 2，unbuntu版本更新，通过知乎指导进行更新https://zhuanlan.zhihu.com/p/694832548
解决过程： - ...