第2章信息加密技术3使用PGP混合加密工具进行加密解密与数字签名.docx
《第2章信息加密技术3使用PGP混合加密工具进行加密解密与数字签名.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章信息加密技术3使用PGP混合加密工具进行加密解密与数字签名.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第2章信息加密技术3使用PGP混合加密工具进行加密解密与数字签名
三、使用PGP混合加密工具进行加密、解密与数字签名
1、PGP简介
PGP（PreetyGoodPrivacy）是基于一种公钥原理（PublicKey）——RSA的软件,公钥理论是在1976年WhitfieldDiffle及MartinHellman共同提出的，1977年由三位MIT（MassachusettsInstituteofTechnology麻省理工学院）教授建立了实际方法,于是大家利用他们的名字称之为Rivest-Shamir-Adleman，也就是著名的RSA方法。
PGP提供了可以用于E-mail和文件存储和应用的与鉴别服务，选择最可用的加密算法作为系统的构造模块，且将这些算法集成到一个通用的应用程序中，该程序独立于操作系统和处理器，且基于一个使用方便的小命令集。
PGP程序和文档在Internet上公开，由于其免费，可用于多平台，使用生命力和安全性都为公众认可的算法等等的特点，使PGP在全世界围，各个领域都有广泛的应用，根据《财富》的排名，十大商业银行中90%，十大制药企业中80％，十大健康机构中的80％，十大能源机构中70％，前15位宇航及防御系统相关企业中73％，前20位电信公司的75％，前20位汽车相关制造企业中70％，都在使用PGP进行电子及其它重要数据的加密。
RSA公钥体系满足性（privacy）和公证性（authentication）。
PGP的创造性在于他把RSA公钥体系的方便和传统加密体系的高度结合起来，并且在数字签名和密钥认证管理机制上有巧妙的设计。
RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法是基于大数不可能被质因数分解假设的公钥体系。
简单地说就是找两个很大的质数。
一个对外公开，一个不告诉任何人。
公开的一个称为“公钥”，另一个叫“私钥”（Prblickey&SecretkeyorPrivatekey）。
这两个密钥是互补的，也就是说用公钥加密的密文只可以用私钥解密，反过来也一样。
PGP的数字签名是利用一个叫“文摘”的功能，“文摘”（messagedigest），简单地讲就是对一封用某种算法算出一个最能体现这封特征的数来，一旦有任何改变这个数都会发生变化，那么这个数加上用户的名字（实际上在用户的密钥里）和日期等等，就可以作为一个签名了，确切地说PGP是用一个128位的二进制数进行为“文摘”的，用来产生它的算法就是MD5（MessageDigest5），MD5的提出者是RonRirest，PGP中使用的代码是由ColinPlumb编写的MD5，MD5是一种单向散列算法，它不像校验码，是一份替代的并且与原件具有同样的MD5特征值。
PGP还可以只签名而不加密，这适用于公开发表声明时，声明人为了证实自己的身份（在网络上只能如此了），可以用自己的私签名，这样就可以让收件人能确认发信人的身份，也可以防止发信人抵赖自己的声明。
这一点在电子政务、电子商务领域都有很大的应用前途，它可以防止发信人抵赖和信件被途中篡改。
在PGP使用中要注意以下几个问题：
（１）没有正确的使用PGP进行加密
对PGP不正确的操作，可能将只会把讯息予以签名，而并不予以加密。
在这种状态下结果看起来好像是加密了，其实不然，全世界的任何人都可以将其恢复为原来的文字。
（２）的自动回复功能暴露容
通过欺骗收件人对进行回复，互联网黑客能够破解加密的电子。
截取电子的黑客只要对电子重新包装，并发送给收件人。
发给收件人的电子将显示乱七八糟的信息，很可能促使收件人要求发件人重新发送一次。
如果收件人将收到的容连同请求一块发送给发件人━━一般用户都会将电子客户端软件配置成这样，黑客就能够读取原来的电子容。
许多PGP软件在发送电子前都会对电子进行压缩。
压缩在许多情况下会对非法的解译构成一定的困难。
而新版OpenPGP标准已经发布了解决了这一问题。
（３）PGP处理长文件名时的漏洞
PGP企业版7.1.0和7.1.1中PGP处理加密文件中的长文件名时出现的，PGP对文件名长于200个字符的文件进行加密/解密就会出现问题，当PGP对文件解密时会导致存溢出，从而引发安全隐患。
黑客可以控制接收人的计算机，提高其在局域网中的权限。
2、PGP的安装
PGP的安装很简单，和平时的软件安装一样，只须按提示一步步“Next”完成即可。
下面以8.1版本为例讲解其安装过程，其他版本的安装类似。
下载软件后，运行pgp8.exe文件开始安装。
图1安装欢迎界面
图2接受PGP公司的协议
图3安装时对PGP8.1.0Windows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的加密功能；第三四个选项是关于OUTLOOK或者OTLOOKEXPRESS加密的功能；最后一个选项适用于群发的加密。
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。
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
图8 安装完成后要重新启动计算机 图9选择PGP菜单
重新启动后，系统自动运行PGP注册程序。
你也可以暂时取消注册，在以后进行注册。
启动计算机后，在屏幕右下角任务栏会出现一个黄色的“小锁”，这是PGP的标志，在这个标志上右键点击会弹出菜单，可进行各种操作，其中点击“License…”选项，即可打开注册窗口。
图10 PGP注册界面
请输入以下相应的注册信息：
Name:
PGPDesktop
Orgnization:
PGPEnterprise
LicenseNumber:
CUCDX-4YGY5-KRJVJ-TBN6R-3E9UB-EMC
点击“Manual”进行手动注册，在下方输入以下信息：
LicenseAuthorization:
-----BEGINPGPLICENSEAUTHORIZATION-----
ADIAApAAAJ4gWeOov9Nr/gJ1TaVQz2olNEx1zACggvH4tuOArH1Swb22sB9Nmx7YC6w=
-----ENDPGPLICENSEAUTHORIZATION-----
图11 手动注册PGP
输入以后，点击“Authorize”进行注册授权。
然后点击“OK”按钮进行确认。
图12 确认注册信息
接下来会自动运行向导，我们在这里点击“取消”按钮，退出向导。
为方便使用，建议安装PGP的汉化程序。
注意：
在安装PGP时，最好关闭其他应用程序。
安装完成之后，可以进入选项查看有关设置。
右键单击屏幕右下角PGP标志，在弹出的菜单中选择“选项”，可以看到PGP选项中包含常规、文件、、热键、服务器、CA、高级和PGPdisk8个选项卡，根据自己的需要进行相应设置即可。
其中，“文件”标签里有存放公钥和私钥的地址，以后所建的所有公钥和私钥都存放在这两个目录中，可以在此处更改存放路径。
图13 公钥和私钥存放目录
3、密钥生成与导出
使用PGP之前，首先需要生成一对密钥，这一对密钥其实是同时生成的，一个称为公钥，可以把它分发给其他人，让他们用这个密钥来加密文件，另一个称为私钥，这个密钥由自己保存，用这个私钥来解开加密文件。
安装完毕后，运行PGP程序。
从“开始”菜单中选择“PGP”中的“PGPKeys”。
在PGPKeys的窗口中，选择“密钥”菜单下的“新建密钥”选项。
图14 PGPKeys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。
图15PGP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；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三，那你的用户名和地址都含有三的名字，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。
图16输入和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。
图17为私钥设置密码
接下来，软件生成密钥对。
图18生成密钥对
图19 完成密钥生成
至此，密钥对生成完毕，PGP窗口显示刚才生成的密钥。
图20 显示密钥
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。
在密钥上单击右键，选择“导出”选项。
图21 在右键菜单中导入密钥
在导出窗口中，选择导出路径和文件名，注意，如果只是要把公钥发给其他人，不要勾选中“包含私钥”。
在导出公钥以后，可以同样导出私钥，只是在下图中勾选中“包含私钥”，不要勾选中“包含6.0公钥”。
图22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。
在本节的实验过程中，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。
当然，双方都要安装有PGP系统。
收到对方的公钥之后，双击该公钥文件，在弹出的窗口中点击“导入”，即可完成对方公钥的导入。
图23 导入公钥
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：
右键选中要加密的文件，然后选择“PGP”——“加密”。
图24选择“加密”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，点击“确定”，并且为加密文件设置保存路径和文件名。
图25选择需要用来加密的公钥
在这里有两种加密方法可以选择。
其一是传统的对称加密法，即常规加密法，另一种是非对称加密法。
下面分别简单介绍。
（1）对称加密法
在上图中选择“常规加密”复选框，确定之后，出现输入常规加密的密码，以便在解密时使用。
图26 输入加密密码
输入好密码后，单击确定按钮即完成了文件的加密。
此时在被加密文件位置就出现了已经加密好的文件。
图27加密后的文件
这个加密好的文件图标上会有一个小锁，文件的扩展名会多一个“.pgp”，表明它是采用PGP进行加密后的文件。
这样就可以将加密后的文件复制或传送给别人了。
收到加密文件的人，只需要双击该加密文件，就会弹出输入密码窗口，正确输入之后，文件就会被正确解密，文件的原容就可以查看了。
图28输入解密密码窗口
（2）非对称加密法
使用非对称加密算法进行加密时，与对称加密时类似。
重新选择一个文件，在右键弹出菜单中选择“PGP”——“加密”，即可打开如图24所示的窗口，此时不要勾选中下方任何一个复选框，直接在接收人里选择前面建立的公私钥对。
图29 拖放公钥
单击确定按钮后就会直接出现加密好的文件，不需要再输入密码。
这个加密后的文件表面看起来和刚才对称加密法加密的文件一样，但是实际的加密原理是不同。
使用这种方式即为非对称加密方法。
当对方（发布公钥的人）收到加密的文件之后，只要用鼠标双击这个加密的文件，就会出现如下图的界面。
图30 输入私钥密码
此时输入创建密钥时的密码，就会解密文件，明文就可以被直接查看了。
并且以后只要不修改其文件名，在本机上就可以直接解密，不用再输入密码。
整个加密解密的基本流程如下图所示：
图31 加密解密基本流程
5、利用PGP进行数字签名
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”—“PGPKeys”，选中要进行签名的公钥，然后右键，选择“签名”进行签名。
此时，选择该用户的公钥，并且选中“允许该签名被导出，有些也许还依靠你的签名”，点击“确定”。
图32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。
图33输入密码进行数字签名
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。
在没有进行签名以前，在PGPkeys窗口中，密钥右边的有效性下显示为灰色小圆点，如下图所示：
在进行签名以后，密钥的有效性显示为绿色小圆点。
签名以后，在PGPkeys窗口中右键单击该密钥，选择“密钥属性”，在打开的属性窗口中，右下方可将密钥调整为信任状态。
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“签名”。
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，那么就在右键点击该文件后，在弹出菜单中选择“签名&加密”选项。
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“确定”。
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。
6、使用PGP和OutlookExpress发送加密的电子
（1）发送加密的电子
例如：
studentAgmail.（A）向studentBgmail.（B）发信）
①A通过OutlookExpress编写容
注意：
如果发送包含敏感信息的，则标题栏必须为空白或标题容不能包含泄露正文容的信息。
②当完成正文的编写后，点击工具栏右侧“»”，然后选择“加密信息（PGP）”加密正文，用对方的公钥进行加密。
点击“签名信息（PGP）”，用自己的私钥对信件容进行签名。
也可以在创建新窗口的“工具”菜单下点中“使用PGP加密”和“使用PGP数字签名”。
选中以后，且容也填写好，可单击“发送”按钮，会出现输入密码窗口，输入自己的私钥密码，单击确定即可完成对容的数字签名与加密，同时OutlookExpress会把发送给对方。
在发送完毕后，你也可以在OutlookExpress中已发送中查看刚才发送的，可看到加密后的情况，如下图：
可以看到，容显示为乱码。
（2）电子的接收与解密
接收方在收到刚才发送的加密后，打开该，从工具栏上点击“解密PGP信息”。
接着系统会出现输入密码窗口，输入你自己的私钥密码，确定后就可完成解密，会出现一个文本查看窗口，可看到的签名信息及容明文。
如果用户使用的电子程序没有相应的PGP插件，比如使用IE浏览器的时候，那么有两种选择：
一个选择是在记事本等文字编辑程序中书写容，然后加密，再以附件文件的形式发送；另外一个更方便的方法是在浏览器中写完容后，将容复制到剪贴板里，然后用PGP加密剪贴板，最后再把剪贴板中的密文粘贴覆盖到浏览器中。
这样，保存在我们里的容都是密文，即使窃密者得到了的密码进入，也无法了解真正的容。
他如果使用受害者的冒用其名义发送，接收者经过签名认证也能立刻察觉。
也可以从PGP程序组打开PGPmail，如图：
上图所示功能依次如下：
PGPkeys、加密、签名、加密并签名、解密/效验、粉碎、自由空间粉碎。
PGPmail的使用方法请同学们自己实验。
以上介绍的是关于PGP的简单使用，由于篇幅和时间的限制，关于PGP软件还有很多功能和设置没有介绍。
若有兴趣的话，可以实验完后自己多加使用，并参考PGP公司编写的用户手册，见开始菜单中PGP里的“DOCUMENTATION”中的“PGPUSER'SGUIDE”。
升级会员 