一、实验前置准备
系统版本：OpenEuler 22.04
实验平台：天枢一体化虚拟仿真平台
( 1 ) . OpenSSL安装与版本验证
openEuler默认预装OpenSSL，但需确认完整性和版本（推荐1.1.1及以上，支持主流国际算法）：
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| # 检查OpenSSL版本 openssl version # 若未安装/版本过低，执行安装（openEuler用dnf包管理器） sudo dnf install openssl openssl-devel -y # 再次验证安装成功 openssl version |
正常输出示例：OpenSSL 1.1.1k FIPS 25 Mar 2021（openEuler 22.03 LTS默认版本）。
二、实验1：对称加密（AES-256-CBC）- 文件加解密
AES是国际标准对称加密算法（NIST认证），CBC是常用的分组加密模式，适合小数据加密，也是加密通信的基础。
实验步骤
（ 1 ） 创建测试文件（用于验证加解密效果）：
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| echo "OpenEuler OpenSSL AES Encryption Test" > test.txt cat test.txt # 查看原文件内容 |
（ 2 ）生成AES密钥和初始化向量（IV）：
AES-256需要256位（32字节）密钥，CBC模式要求IV长度等于分组长度（AES分组为128位/16字节）：
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| # 生成256位AES密钥（16进制格式） openssl rand -hex 32 > aes_key.txt # 生成128位IV（16进制格式） openssl rand -hex 16 > aes_iv.txt # 查看生成的密钥/IV（可选） cat aes_key.txt cat aes_iv.txt |
（ 3 ）AES-256-CBC加密文件：
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| openssl enc -aes-256-cbc -in test.txt -out test_encrypted.enc -K (cat aes_key.txt) -iv (cat aes_iv.txt) |
命令解释：
- enc：OpenSSL加密/解密核心指令；
- -aes-256-cbc：指定算法为AES-256-CBC（国际标准对称算法）；
- -in/-out：输入/输出文件路径；
- -K：指定16进制格式的密钥（区分大小写，需与生成的一致）；
- -iv：指定16进制格式的初始化向量。
（ 4 ） 解密验证：
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| openssl enc -d -aes-256-cbc -in test_encrypted.enc -out test_decrypted.txt -K (cat aes_key.txt) -iv (cat aes_iv.txt) |
关键参数：-d 表示解密模式。
（ 5 ） 验证结果：
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| cat test_decrypted.txt |
输出应与原文件test.txt完全一致，说明AES加解密成功。
三、实验2：非对称加密（RSA）- 密钥交换与签名验签
RSA是国际标准非对称加密算法，用于加密通信的密钥交换 （如TLS握手）和数字签名（防篡改/伪造），实验步骤如下：
实验步骤
（ 1 ） 生成RSA私钥（2048位，安全与性能平衡）：
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| openssl genrsa -out rsa_private.key 2048 |
解释：genrsa 生成RSA私钥，2048位是主流安全长度（4096位更安全但速度慢）。
（ 2 ） 从私钥提取公钥：
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| openssl rsa -in rsa_private.key -pubout -out rsa_public.key |
解释：-pubout 指定输出公钥（公钥可公开，私钥需严格保密）。
（ 3 ） 公钥加密小数据（RSA适合加密密钥/短数据）：
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| openssl rsautl -encrypt -inkey rsa_public.key -pubin -in test.txt -out test_rsa_encrypted.enc |
解释：
- rsautl：RSA加解密工具；
- -encrypt：加密模式；
- -pubin：表示输入的是公钥文件。
（ 4 ） 私钥解密验证：
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| openssl rsautl -decrypt -inkey rsa_private.key -in test_rsa_encrypted.enc -out test_rsa_decrypted.txt |
验证：cat test_rsa_decrypted.txt 应与原文件内容一致。
（ 5 ） 扩展：数字签名与验签（通信防篡改）：
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| # 用私钥生成SHA256签名 openssl dgst -sha256 -sign rsa_private.key -out test.sig test.txt # 用公钥验签（验证文件未被篡改） openssl dgst -sha256 -verify rsa_public.key -signature test.sig test.txt |
验签成功输出：Verified OK；若修改test.txt后验签，会输出Verification Failure。
四、实验3：TLS加密通信（客户端-服务器模拟）
这是最贴近实际场景的加密通信实验，OpenSSL的s_server/s_client模拟基于RSA+AES的TLS加密通信（国际算法组合）。
实验步骤
（ 1 ） 生成服务器自签名证书（实验用）：
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| openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout server.key -out server.crt -days 365 -nodes |
命令解释：
- -x509：生成自签名证书（无需CA认证，仅实验用）；
- -newkey rsa:2048：同时生成2048位RSA私钥；
- -nodes：私钥不加密（实验方便，生产环境需加密）。
执行后会提示填写证书信息（国家、省份、组织等），Common Name（CN）建议填127.0.0.1(127.0.0.1)（服务器本地IP），其余可随意填写。
（ 2 ） 启动TLS服务器（监听12345端口）：
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| openssl s_server -key server.key -cert server.crt -port 12345 -tls1_2 |
解释：
- -tls1_2：指定TLS 1.2版本（主流安全版本，支持AES/RSA等国际算法）；
- 启动后服务器会输出ACCEPT，等待客户端连接。
（ 3 ） 启动TLS客户端（新终端执行）：
保持服务器终端运行，打开新终端执行：
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| openssl s_client -connect 127.0.0.1:12345 -tls1_2 |
连接成功后，客户端会输出TLS握手信息，包括加密套件 （如ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384，包含RSA和AES国际算法）。
（ 4 ） 测试加密通信：
- 在客户端终端输入任意文字（如Hello OpenEuler TLS Encryption!），按回车；
- 服务器终端会收到该文字；在服务器终端输入文字，客户端也会收到；
- 所有传输内容均通过TLS加密，而非明文（可通过抓包工具验证，如wireshark）。
（ 5 ） 停止实验：
分别在客户端/服务器终端按Ctrl+C退出即可。