实验五PGP软件的应用.docx

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实验五PGP软件的应用

实验五PGP软件的应用

一、实验目的

通过利用PGP软件的使用加深理解前面章节所学的网络数据安全技术，熟悉对称加密算法，非对称加密算法和数字签名机制。

二、实验要求

通过PGP软件的使用，掌握如何组合IDEA，DES或AES，RSA等算法进行数据的安全传输。

三、实验学时

2学时

四、实验内容

（1）PGP软件简介

PGP（PrettyGoodPrivacy）是由公钥发展而来的，它是一个基于RSA公钥加密体系的文件（邮件）加密软件，它可以用来对文件（邮件）加密以防止非授权者阅读，还能对邮件进行数字签名而使收信人可以确信邮件的发送者，并能确信邮件没有被篡改。

它可以提供一种安全的通信方式，事先并不需要任何保密的渠道用来传递密匙，只要知道对方的公钥就可以了。

它的功能强大但有很快的速度，并且它的源代码是公开的。

现在Internet上使用PGP来进行数字签字和加密邮件非常流行。

通过实验达到了解PGP的原理，以及熟练掌握PGP软件使用的目的。

PGP中的密码算法

PGP应用了一个混合加密算法，它包含对称密钥算法、非对称密钥算法、消息报文摘要等景点的密码学算法，同时还涉及数学签名的思想。

它为用户生成密钥对之后可以进行邮件的加密、签名、解密和认证。

在PGP中使用的加密算法和用途如下表所示。

表PGP中使用的各种加密算法和用途

密钥名

加密算法

用途

会话密钥

IDEAAES

对传送消息的加解密，随机生成，一次性使用

公钥

RSADiffie-Hellman

对会话密钥加密，收信人和发信人公用

私钥

RSADiffie-Hellman

对消息的杂凑值加密以形成签字，发信人专用

口令

IDEA

对私钥加密以存储于发送端

（2）实验内容

实验的主要内容包括软件的安装，用户密钥的生成，用户公钥的交换，对文件进行加密，利用PGP进行数字签名，利用PGP加密邮件等。

五、实验步骤

（1）软件安装

本实验中使用的PGP软件是8.1版本，首先安装英文版本然后进行汉化。

和其他软件一样，运行英文安装程序后，先是欢迎信息，点击“NEXT”按钮，经过短暂的自解压后，进入安装界面，然后是许可协议，点击“YES”按钮，进入提示安装PGP所需要的系统以及软件配置情况的界面，继续点击“NEXT”按钮，出现创建用户类型的界面，选择如图8-1所示创建并设置一个新的用户信息。

图8-1创建新用户

继续点击“NEXT”按钮，到了程序安装目录，再次点击“NEXT”按钮，出现选择PGP组件的窗口，安装程序会检测系统内所安装的程序,如果存在PGP可以支持的程序将自动选中，如图8-2所示。

图8-2选择组件

继续点击“NEXT”进入文件拷贝，拷贝完文件后，点击“Finish”,重启系统即可完成安装。

如若要安装中文版本，在安装中文版本后重启系统即可。

图8-3安装结束后重新启动

（2）用户创建与设置初始用户信息

重启后，进入系统时会自动启动PGPtray.exe。

（也可以在PGPkeys界面中点击keys菜单，点击newkey进入PGPKeyGenerationWizard界面）。

这时出现一个PGPKeyGenerationWizard（PGP密钥生成向导），点“下一步”按钮，进入NameandEmailAssignment（用户名和电子邮件分配）界面，在Fullname（全名）处输入想要创建的用户名，如：

networksecurity，在Emailaddress处输入用户所对应的电子邮件地址，如：

network@，完成后点击“下一步”按钮，如图8-4所示。

图8-4设置初始用户信息

接下来进入PassphraseAssignment（密码设置），在Passphrase处输入密码，在Confirmation（确认）处再输入一次，如图8-5所示，系统要求密码长度必须大于等于8位。

私钥是通过这个密码保护的，因此一定要把这个密码保存好。

完成后点击“下一步”按钮。

图8-5密码的输入与确认

这时进入KeyGenerationProgress（密钥生成进程），如图8-6所示，等待密钥生成完毕。

点击“下一步”按钮，进入CompletingthePGPKeyGenerationWizard（完成该PGP密钥生成向导）再点击“完成”按钮，用户就创建并设置好了。

图8-6密钥生成结束

（3）导出并分发公钥

启动PGPkeys，将看到密钥的一些基本信息，如：

Validity（有效性，PGP系统检查密钥是否符合要求，如符合，就显示为绿色）、Trust（信任度）、Size（大小）、KeyID（密钥ID）、Creation（创建时间）、Expiration（到期时间）等，如图8-7所示。

图8-7密钥的一些基本信息

用户其实是以一个“密钥对”形式存在的，其中包含了一个公钥和一个私钥，公钥可以公开，别人可以用你的公钥对要发给你的文件或者邮件等进行加密，私钥必须保密，它用来解密别人用你的公钥加密的文件或邮件。

现在从这个“密钥对”内导出公钥。

具体操作是：

单击显示刚才创建的用户，再点击右键，出现下拉式快捷菜单，选择“Export…（导出）”，如图8-8所示。

在出现的保存对话框中选择一个目录，再点击“保存”按钮，即可导出你的公钥，它是一个文件，扩展名为.asc。

导出后，就可以将此公钥文件发给要给你发送信息的人，告诉他们以后给你发邮件或者重要文件的时候，通过PGP使用此公钥加密后再发给你，这样做能防止被人窃取后阅读而看到一些个人隐私或者商业机密的东西，一旦看到没有用PGP加密过的文件，或者是无法用私钥解密的文件或邮件，就说明数据传输安全出问题了。

虽然比以前的文件发送方式和邮件阅读方式麻烦一点，但是却能更安全的保护用户的隐私或秘密。

图8-8在用户上点击右键，弹出下拉式菜单

（4）导入并设置其他人的公钥

直接双击对方发送的扩展名为.asc的公钥文件，将会出现选择公钥的窗口，选好要导入的公钥后，点击“Import（导入）”按钮，即可导入PGP。

如图8-9所示，打开PGPkeys，就能在密钥列表里看到刚才导入的密钥。

图8-9点击“Import”按钮，将公钥导入PGP

8.10导入他人公钥后的PGPKeys

（5）文件加解密

不用开启PGPkeys，直接在你需要加密的文件上点击右键，会看到一个包含PGP的下拉式快捷菜单，进入PGP菜单组，选Encrypt（加密）如图8-11所示。

图8-11文件加密

选择后将出现“PGPshell-KeySelectionDialog”对话框，如图8-12所示。

图8-12密钥选择

在密钥选择框中，可供选择的选项包括：

●文本输出：

解密后以文本形式输出。

●输入文本：

选择此项，解密时将另存为文本格式。

●粉碎原件：

加密后粉碎掉原来的文件，不可恢复。

●常规加密：

自由输入密码后进行常规的对称加密。

●“自解密文档”：

继承“常规加密”，此方式也经常使用，通常加密目录下的所有文件。

在这里你可以选择一个公钥进行加密，上面的窗口是备选的公钥，下面的是准备使用的公钥，你想要使用备选窗里的哪个公钥进行加密操作，就双击哪个，该公钥就会从备选窗口转到准备使用窗口。

已经在准备使用窗内的，如果你不想使用它，也可通过双击的方法，使其转到备选窗口中。

选择好公钥后，点击“确定”按钮，经过PGP的短暂处理，会在要加密的那个文件的同一目录中生成一个文件名不变，扩展名为.pgp的文件，这时你就可以将这个加密文件发送给对方了。

注意，你刚才使用哪个公钥加密的，就只能发给该公钥所有人，别人无法解密，因为只有该公钥所有人才有解密的私钥。

解密文件时，只要双击被加密的文件，就弹出一个窗口，要求输入保护私钥的密码，输入正确就可以解密了。

（6）文件签名与验证签名

不用开启PGPkeys，直接在你需要签名的文件上点击右键，会看到一个包含PGP的下拉式快捷菜单，进入PGP菜单组，选Sign（签名）如图8-12所示。

图8-13文件签名

点击“Sign”后，会弹出输入密码的窗口，这个密码是建立用户时输入的保护私钥的密码，即本质上是用你的私钥进行签名，如图8-13所示，输入密码后，会在你要签名的那个文件的同一目录中生成一个文件名不变，扩展名为.sig的文件，这时你就可以将这个签名文件发送给对方了。

图8-13输入密码进行签名窗口

接收方收到你签名的文件后可以用你的公钥进行解签名，来验证是否是你发送来的文件。

验证时，直接在你需要验证的文件上点右键，会看到一个包含PGP的下拉式快捷菜单，进入PGP菜单组，选VerifySignature（验证签名）如图8-14所示。

8-14文件签名验证

系统会用目前已知的公钥进行验证，并把验证的结果显示出来，说明签名者是谁（即用哪个公钥验证成功的），如图8-15所示。

图8-15显示签名者

（7）邮件的加解密

安装了PGP软件后，在任务栏的右下角显示

（锁状按钮）图标。

若要对邮件加密可以在OutLookExpress（OE）中操作，也可以在浏览器的邮箱界面进行操作。

先写好邮件，然后单击右下角的

图标，选择其中的CurrentWindow的Encrypt（加密），如图所示。

点击“Encrypt”后，会弹出”PGPshell-KeySelectionDialog”对话框，如图8-12所示，选择准备要使用的公钥，点击“OK”按钮。

经过PGP的短暂处理将邮件原文加密后转换为密文，然后点击发送即可。

图8-16点击锁状图标的快捷菜单

图8-17邮件明文

图8-18加密后的邮件密文

注意，使用哪个公钥加密，就只能发给该公钥所有人，别人无法解密，因为只有该公钥所有人才有解密的私钥。

解密邮件时，打开所收到的邮件窗口，单击右下角的

图标，选择其中的CurrentWindow的Decrypt&Verify（解密与验证）。

点击“Decrypt&Verify”后，会弹出输入私钥的窗口，输入私钥密码，即可显示邮件的原文，如图8-19所示。

图8-19解密后的信息

邮件加密也可将写好的邮件内容以文件的形式事先进行加密，然后在邮件当中以附件的形式进行发送。

接收方接收到附件后，与普通文件解密一样进行文件的解密。

邮件的签名和邮件的加密方法类似，只是在选择时选择“Sign”选项，然后在弹出的私钥窗口中输入私钥，PGP即可对相应的邮件内容进行相应的签名。

发送给接收方后，接收方点击右下角的锁状图标，选择“Decrypt&Verify”选项，既可对签名的信息进行验证，如图8-20所示，因此可以保证发送方身份的真实性。

图8-20显示签名者信息

六、主要实验仪器及材料

装有Windows系统的计算机，接入因特网，可以发送邮件，PGP软件。