实验二PGP加密实验.docx

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实验二PGP加密实验

实验二--PGP加密实验

实验二PGP加密实验

一、实验目的：

1．熟悉非对称加密算法。

2．掌握私钥和公钥再签名和加密中的应用。

3．了解PGP工具如何实现数据的完整性和保密性

二、实验环境

计算机、PGP工具、局域网或互联网

三、实验原理

PGP简介：

PGP软件是一款非常优秀的加密软件。

它能实现对文件、邮件、磁盘、以及ICQ通信内容实现加密、解密、数字签名的功能，适合企业、政府机构、卫生保健部门、教育部门、家庭个人进行安全通信使用。

PGP的加密是采用了RSA以及杂合传统的加密算法来实现加密的。

加密的关键在于一对密钥，该密钥对包含一个公钥以及一个私钥。

公钥和私钥是根据某种数学函数生成的，并且通过一个密钥来推测另外一个密钥几乎是不可能的。

其中，明文可以用公钥来加密，然后用私钥解密得到原文，明文也可以用私钥加密，然后用公钥解密得到原文。

并且，一般来说，公钥用于加密，私钥用于数字签名。

而且公钥是发给别人用来加密要发送给自己的文件的，而私钥是自己保留个人使用，不能供别人使用的。

需要注意的是，明文通过用户A的公钥加密后，只能使用用户A的私钥解密，不能采用A以外的任何其他人的私钥解密；使用用户A的私钥加密的文件只能用A的公钥解密，不能使用A以外的任何其他人的公钥解密。

由于私钥是自己保留，不给别人知道，因此，私钥除了加密的功能之外，还可以具有数字签名的作用。

其机制在于：

私钥只有自己才有，别人是没有你的私钥的，你用私钥可以对文件进行签名，而别人由于没有你的私钥，无法进行同样的签名，这样就能证明该文件是从你这里发出去的。

而公钥是提供给要和你安全通信的人使用的。

例如A想要和你通信，但是希望同新的内容不要被别人看到，就可以用你的公钥来对发送的内容进行加密，而你收到A发来的信息后就可以用你的私钥解密，可以阅读文件的内容。

假设A发送的内容在途中被人截获了，但是没有你的私钥的话，一样是看不到明文的。

这样PGP就能实现加密以及数字签名的功能。

PGP之所以流行的原因是，加密的安全性非常高，同时加密速度又很快。

四、实验步骤

步骤1PGP安装

下载软件后，运行pgp8.exe文件开始安装，安装的过程很简单，依次按“next”按钮就可以了，安装过程见图1、图2、图3、图4和图5。

图1 安装欢迎界面 

图2 接受PGP公司的协议

图3 安装时对PGP8.1.0 Windows版本的介绍 

图4 选择用户类型 

图5 选择安装路径

   接下来选择要安装的组件，其中，第一个选项是关于磁盘加密的功能；第二个选项是ICQ的邮件加密功能；第三四个选项是关于OUTLOOK或者OTLOOK EXPRESS邮件加密的功能；最后一个选项适用于群发邮件的加密。

用户可以根据自己的需要进行组件选择，一般情况下，默认安装就可以了。

见图6、图7。

图6 选择要安装的PGP组件，一般按默认的选择即可 

图7 安装正在进行中

步骤2生成密钥

安装完毕后，运行PGP程序。

从“开始”菜单中选择“PGP”中的“PGP Keys”。

要使用该软件进行加密的话，首先要生成一对密钥。

也就是一个公钥和一个私钥。

其中公钥是发送给别人用来加密要发送给自己的文件的，私钥是自己保存，用于解密别人用公钥加密的文件，或者起数字签名的作用。

在PGP Keys的窗口中，选择Keys菜单下的New Key选项。

见图8。

图8 PGP Keys的工作窗口

PGP有很好的创建密钥对的向导，跟着向导很容易生成一对密钥。

见图9。

图9  PGP密钥对的生成向导

  每一对密钥都对应着一个确定的用户。

用户名不一定要真实，但是要方便通信者看到该用户名能知道这个用户名对应的真实的人；邮件地址也是一样不需要真实，但是要能方便与你通信的人在多个公钥中快速的找出你的公钥。

例如，大家都熟悉你的名字叫张三，那你的用户名和地址都含有张三的名字，就很容易让别人知道这个公钥是你的；如果你起了一个其他的名字，类似“天天下雨”或者“五月的海”，那其他与你通信的人很容易不记得这个名字到底是谁，因此在选择公钥的时候，自然很难找出你的公钥。

见图10。

图10 输入姓名和Email地址以方便他人识别你的公钥

   密钥对的私钥还必须进一步用密码加密，这个加密是对你的私钥加密。

这个密码非常重要，切记不要泄漏了，为安全起见，密码长度至少8位，而且应该包含非字母的字符。

见图11。

图11 为私钥设置密码

   接下来，软件生成密钥对。

至此，密钥对生成完毕。

步骤3导出并发送公钥

   接着导出公钥，把公钥作为一个文件保存在硬盘上。

并把公钥文件发送给你希望进行安全通信的联系人。

见图14。

图14 导出公钥

  公钥导出之后，接下来就发送给需要跟你进行安全通信的人。

你可以通过Email方式传送公钥或者把你的公钥放在公钥服务器上以供别人查找下载。

也可以通过其他的传送方式。

不过，由于在传送的过程公钥是没有采用安全机制传送，因此存在公钥被人窃取的可能。

为了更加安全，双方可以根据环境选择一个比较安全的环境来传送公钥。

在此实验过程中，实验者互相通过Email传送公钥，例如，用户A和用户B要互相通信，则A需要把自己的公钥传递给B，而B需要把自己的公钥传递给A。

步骤4文件加密与解密

  有了对方的公钥之后就可以用对方公钥对文件进行加密，然后再传送给对方。

具体操作如下：

选中要加密的文件，右键，然后选择“PGP”--“Encrypt”。

见图15。

图15 选择“Encrypt”对文件加密

  然后在密钥选择对话框中，选择要接受文件的接收者。

注意，用户所持有的密钥全部列出在对话框的上部分，选择要接收文件人的公钥，将其公钥拖到对话框的下部分（recipients），点击“OK”，并且为加密文件设置保存路径和文件名。

见图16、图17。

图16 选择需要用来加密的公钥

图17 为加密文件设置保存路径和文件名

  此时，你就可以把该加密文件传送给对方。

对方接收到该加密文件后，选中该文件，右键，选择“Decrypt&verify”，见图18。

图19 输入密码，用私钥解密文件

  接下来，要为已经解密的明文文件设置保存路径文件名。

见图。

保存后，明文就可以被直接查看了。

见图20。

图20 为明文文件设置保存路经和文件名 

步骤5数字签名

   由于公钥是发放给其他人使用的，那么在公钥发放的过程中，存在公钥被人替换的可能。

此时，若有一个人对此公钥是否真正属于某个用户的公钥做出证明，那么该公钥的可信任度就比较高。

如果A很熟悉B，并且能断定某公钥是B的，并没有人把该公钥替换或者篡改的话，那么可以对B的公钥进行数字签名，以自己的名义保证B的公钥的真实性。

具体操作为：

运行“开始”—“PGP”—“PGP Keys”，选中要进行签名的公钥，然后右键，选择“Sign”进行签名。

见图21。

图21 对某公钥进行数字签名

此时，选择该用户的公钥，并且选中“Allow signature to be exported. Others may rely upon your signature（允许该签名被导出，其他人可以信任你的签名的真实性）”，点击“OK”。

见图22。

图22 选中下方的选项以便该被签字的公钥可以导出

   输入私钥的密码，点击“OK”。

这样，对公钥的签字就完成了。

值得提醒的是，公钥和私钥都可以实现加密的功能，但是当要进行数字签名的时候，就只能使用私钥而不能用公钥。

因为私钥只为用户一个人掌握，所以，该私钥能表明他的身份，确定该信息只有他一个人才能发出。

见图23。

图23 输入密码进行数字签名

   我们也可以对文件进行签名和加密。

操作如下：

选择要进行签名的文件，点击右键，选择“sign”，见图。

要注意的是，对文件签名只能证明是你发出该文件，但是文件的内容并没有被加密，同时，进行数字签名时，在意的是表明该文件是从自己这里发出，因此对于文件的内容并不在意被别人看到，经过数字签名的文件要同原明文文件一同发送给对方，对方才能验证数字签名是否有效。

如果同时要表明文件从自己这里发出，同时又要对文件的信息保密，那么就选择“签名与加密”选项Encrypt&sign。

见图24。

图24 对文件进行签名或签名和加密

  同样的，在选择密钥的对话框中，从对话框上部的密钥列表中，选择接收文件的用户拖到对话框的下部，点击“OK”。

见图25。

图25 选择文件的接收者

确定接收人后，输入私钥的密码，进行数字签名或数字签名和加密。

见图26。

图26 输入密码用私钥签名或加密