openssl 摘要和簽名驗證指令dgst使用詳解
1、資訊摘要和數字簽名概述
資訊摘要：對資料進行處理，得到一段固定長度的結果，其特點輸入：
1，輸出長度固定。即輸出長度和輸入長度無關。
2，不可逆。即由輸出資料理論上不能推匯出輸入資料
如圖4所示，對輸入資料敏感。當輸入資料變化極小時，輸出資料也會發生明顯的變化
5，防碰撞。即不同的資料資料得到相同輸出資料的可能性極低。
由於資訊摘要有上述特點，一般保證資料的完整性，對一個大檔案進行摘要運算，得到其摘要值。通過網路或者其他渠道傳輸後，通過驗證其摘要值，確定大檔案本身有沒有發生變化。
數字簽名：數字簽名其實分成兩步，首先對原始檔案進行摘要運算，得到摘要值，然後使用公開金鑰演算法中的私鑰對摘要值進行加密其簽名和驗證過程如下圖所示
有數字簽名的過程可以知道，對傳送資訊進行數字簽名，可以保證數字簽名的完整性，真實性，不可抵賴性。即接收者可以確認訊息的來源，訊息的真實，傳送者不可以抵賴自己傳送的訊息，與現實生活中籤名的作用大致相同。
2，摘要演算法和數字簽名相關指令及用法
目前openssl提供的摘要演算法有md4，md5，ripemd160，sha，sha1，sha224，sha256，sha512，sha384，wirlpool。可以通過openssl dgst - 命令檢視。
上面我們已經提到了，數字簽名分為摘要和加密兩部分。在openssl提供的指令中，並沒有區分兩者。而是在摘要演算法指令中包含了簽名和校驗引數。例如我們適用openssl md5 - 命令可以看到它提供的選項有簽名和驗證等引數。
在OpenSSL的中單獨使用摘要演算法指令完成摘要或者簽名操作，也可以通過DGST完成相同的操作。在簽名的時候多數使用RSA私鑰或者DSA私鑰，當使用RSA私鑰的時候，我們可以使用單獨的摘要演算法指令指定摘要演算法進行簽名，但當使用DSA使用簽名的時候，就必須使用DGST指令，因為使用DSA簽名的時候必須使用DSA自身的摘要演算法，而OpenSSL的沒有為它提供相應的指令。
/*有明文檔案file.txt和RSA金鑰RSA.pem*/
[email protected]:~/test$ ls
file.txt RSA.pem
/*使用md5指令指定sha1演算法，對file.txt進行簽名，生成簽名檔案sign1.txt*/
可以看到MD5和DGST完成相同的功能。不過讓人糾結的是使用MD5進行簽名的時候可以指定其他摘要演算法，筆者覺得太彆扭了。所以建議做摘要和簽名驗證時使用DGST指令，忘記其他... ...
DGST指令用法介紹如下
[email protected]:~/test$ openssl dgst -
unknown option '-'
options are
-c to output the digest with separating colons //輸出的摘要資訊以分號隔離，和-hex同時使用
-r to output the digest in coreutils format //指定輸出的格式
-d to output debug info //輸出BIO除錯資訊
-hex output as hex dump //以16進位制列印輸出結果
-binary output in binary form //輸出二進位制結果
-hmac arg set the HMAC key to arg //指定hmac的key
-non-fips-allow allow use of non FIPS digest //允許使用不符合fips標準的摘要演算法
-sign file sign digest using private key in file //執行簽名操作，後面指定私鑰檔案
-verify file verify a signature using public key in file //執行驗證操作，後面指定公鑰檔案，與prverfify不能同時使用
-prverify file verify a signature using private key in file //執行驗證操作，後面指定金鑰檔案，與verfify不能同時使用
-keyform arg key file format (PEM or ENGINE) //指定金鑰檔案格式，pem或者engine
-out filename output to filename rather than stdout //指定輸出檔案，預設標準輸出
-signature file signature to verify //指定簽名檔案，在驗證簽名時使用
-sigopt nm:v signature parameter //簽名引數
-hmac key create hashed MAC with key //製作一個hmac 使用key
-mac algorithm create MAC (not neccessarily HMAC) //製作一個mac
-macopt nm:v MAC algorithm parameters or key //mac演算法引數或者key
-engine e use engine e, possibly a hardware device. //使用硬體或者三方加密庫
-md4 to use the md4 message digest algorithm //摘要演算法使用md4
-md5 to use the md5 message digest algorithm //摘要演算法使用md5
-ripemd160 to use the ripemd160 message digest algorithm //摘要演算法使用ripemd160
-sha to use the sha message digest algorithm //摘要演算法使用sha
-sha1 to use the sha1 message digest algorithm //摘要演算法使用sha1
-sha224 to use the sha224 message digest algorithm //摘要演算法使用sha223
-sha256 to use the sha256 message digest algorithm //摘要演算法使用sha256
-sha384 to use the sha384 message digest algorithm //摘要演算法使用sha384
-sha512 to use the sha512 message digest algorithm //摘要演算法使用sha512
-whirlpool to use the whirlpool message digest algorithm //摘要演算法使用whirlpool3，DGST使用示例
如圖1所示，僅做摘要運算而不做簽名操作
/*對file.txt檔案使用sha1演算法進行hash運算*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sha1 file.txt
SHA1(file.txt)= c994aec2a9007221a9b9113b8ab60a60144740c9
/*指定–non-fips-allow引數，與fips標準有關，尚待研究*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst –sha1 –non-fips-allow file.txt
SHA1(file.txt)= c994aec2a9007221a9b9113b8ab60a60144740c9
/*指定-d引數,列印除錯訊息*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sha1 -d file.txt
BIO[02469910]:ctrl(6) - FILE pointer
BIO[02469910]:ctrl return 0
BIO[02469910]:ctrl(108) - FILE pointer
BIO[02469910]:ctrl return 1
BIO[02469910]:read(0,8192) - FILE pointer
BIO[02469910]:read return 37
BIO[02469910]:read(0,8192) - FILE pointer
BIO[02469910]:read return 0
SHA1(file.txt)= c994aec2a9007221a9b9113b8ab60a60144740c9
BIO[02469910]:ctrl(1) - FILE pointer
BIO[02469910]:ctrl return 0
BIO[02469910]:Free - FILE pointer
/*指定-c -hex引數，以16進位制列印結果*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sha1 -c -hex file.txt
SHA1(file.txt)= c9:94:ae:c2:a9:00:72:21:a9:b9:11:3b:8a:b6:0a:60:14:47:40:c9
/*指定-r引數，輸出結果如下所示，然並卵……*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sha1 -r file.txt
c994aec2a9007221a9b9113b8ab60a60144740c9 *file.txt
/*指定-binary引數，輸入結果為二進位制*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sha1 -binary file.txt
ɔ�©r!��;��
`[email protected]@cmos:~/test$2，使用RSA金鑰進行簽名驗證操作
/*摘要演算法選取sha256，金鑰RSA金鑰，對file.txt進行簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sign RSA.pem -sha256 -out sign.txt file.txt
/*使用RSA金鑰驗證簽名(prverify引數)，驗證成功*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -prverify RSA.pem -sha256 -signature sign.txt file.txt
Verified OKt
/*從金鑰中提取公鑰*/
[email protected]:~/test$ openssl rsa -in RSA.pem -out pub.pem -pubout
writing RSA key
/*使用RSA公鑰驗證簽名(verify引數)，驗證成功*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -verify pub.pem -sha256 -signature sign.txt file.txt
Verified OK3，使用DSA金鑰進行簽名驗證操作
/*使用DSA演算法，摘要演算法sha256，對file.txt進行簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sign DSA.pem -sha256 -out sign.txt file.txt
/*使用DSA金鑰驗證簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -prverify DSA.pem -sha256 -signature sign.txt file.txt
Verified OK
/*使用DSA演算法，摘要演算法dss1，對file.txt進行簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -sign DSA.pem -dss1 -out sign1.txt file.txt
/*使用DSA金鑰驗證簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -prverify DSA.pem -dss1 -signature sign1.txt file.txt
Verified OK
/*提取公鑰*/
[email protected]:~/test$ openssl dsa -in DSA.pem -out pub.pem -pubout
read DSA key
writing DSA key
/*使用DSA公鑰驗證簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -verify pub.pem -dss1 -signature sign1.txt file.txt
Verified OK
/*使用DSA公鑰驗證簽名*/
[email protected]:~/test$ openssl dgst -verify pub.pem -sha256 -signature sign.txt file.txt
Verified OK
[email protected]:~/test$根據dgst man手冊的定義，如果使用DSA演算法進行簽名驗證，必須使用dss1摘要演算法，但是本實驗證明使用其他摘要演算法也可以簽名驗證。此處不明白，希望大牛指點......
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