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openssl命令用法详解 openssl命令的格式是”openssl cmd cmd-optns args”，cmd是openssl的子命令，官方手册上也称为伪命令(pseudo-command)。openssl有很多种子命令，每个子命令实现各自的功能，大部分cmd都可以直接man command查看命令的用法和功能。
本文并没有介绍所有子命令的用法，其中关于tls/ssl证书相关的子命令(比如req、ca等)和相关内容，参考openssl申请、颁发证书和自建CA 。
openssl有哪些子命令 以下是openssl支持的子命令，常用命令或可能用的上的命令加粗加红显示了，这些命令的用户在后面的文章中会一一介绍。
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看上去非常复杂？其实不复杂，只是子命令多点而已，而且很多子命令经常用到的选项也就1到两个。
以下是各子命令的选项-passin和-passout可能使用到的密码传递格式，-passin指的是传递解密时的密码，-passout指的是传递加密输出文件时的密码。如果不给定密码格式，将提示从终端输入。这一点在后面的文章中将不再细述。
1 2 3 4 格式一：pass:password ：password表示传递的明文密码 格式二：env:var ：从环境变量var获取密码值 格式三：file:filename ：filename文件中的第一行为要传递的密码。若filename同时传递给"-passin"和"-passout"选项，则filename的第一行为"-passin"的值，第二行为"-passout"的值 格式四：stdin ：从标准输入中获取要传递的密码
例如，要加密某个密钥文件，使得每次使用该密钥文件都需要输入密码，则使用-passout指定加密密码，当使用被加密的密钥文件时需要解密，使用-passin传递解密密码。
openssl genrsa genrsa用于生成RSA私钥，不会生成公钥，因为公钥提取自私钥 ，如果需要查看公钥或生成公钥，可以使用openssl rsa 命令。
使用man genrsa查询其用法。
1 2 3 4 5 6 7 openssl genrsa [-out filename] [-passout arg] [-des] [-des3] [-idea] [numbits] 选项说明： -out filename ：将生成的私钥保存至filename文件，若未指定输出文件，则为标准输出。 -numbits ：指定要生成的私钥的长度，默认为1024。该项必须为命令行的最后一项参数。 -passout args ：加密私钥文件时，传递密码的格式，如果要加密私钥文件时单未指定该项，则提示输入密码。 -des|-des3|-idea：指定加密私钥文件用的算法，这样每次使用私钥文件都将输入密码，太麻烦所以很少使用。
其中，-passout args传递密码的args的格式见openssl密码格式 。
例如：
(1).生成512位的rsa私钥，输出到屏幕。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa 512 Generating RSA private key, 512 bit long modulus ..................++++++++++++ .........++++++++++++ e is 65537 (0x10001) -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIIBOwIBAAJBAMDIpW+o0E/XLUHB9XYgNcbLuiAA/wToy0v3GEIdtycWiK1ikXfo XYf2PCd5ynFtNl7D8jXekr2wgnySNostXSkCAwEAAQJAdMmYnzovaA681fdAUl1U 9qd4i+bOlxTIA68fPP5vc/d+Kqk+fQlHsTmXo0ZpvdLig1v+5EsjoOlbNqkyjTVC YQIhAPXuK5rPHlYIcmcSWrJNmmACSUz8NZb56cS/4Uq0f289AiEAyK1laGNVGIsg ROLJqgTRP7vHHhXcQj3RhX9G/3oJBF0CIDtoEAJyW7qeibwaM+x0UIE2rCw7lFpm /jA3xZ09IrdlAiEArvZW6stoHuz15nlgX+axVYLvWPCwR+TD70OH8ChDAlUCIQDi LpanU8DwkkGU2KO/5jeDgUtA6jUICNkvPf5Ri5Yqag== -----END RSA PRIVATE KEY-----
(2).生成512位的rsa私钥，输出到指定的文件genrsa.txt。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsa.txt 512 [root@xuexi tmp]# cat genrsa.txt -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIIBOgIBAAJBALKdL1RuPeEVlptzzbBYQM6ItPUXwQtVgPYpJH4cHX6UcoIlNaCt zV+4fUAjH8ZZxdThsnuCJ9BQRgezTsFv4mUCAwEAAQJAd9le89FRNiItP7vxrb1a Jvu2KKs6vmcuNH6g3PnylIbaI62vKavTVwcq/5VGqLPXwJWeaQVvLefHAEMnOVLF oQIhAN7q7QB1JMOGBARnVcM9by/0XtJxkHgmZjwSzLEkJNsdAiEAzR8TodfzT0i/ NmnaykyUWtszKtdcsJfbMFZl872XOekCIQDZwfwK+mQTbBL4iklJE/ZNjhYi1TUf acNs46B5Wql2MQIgMFzPaC1edKcWTmIO7/u2TuW33rYAaLKlP3RffWSKL2ECIHKF 7avQDhh84y+kdVf4CqJ+DE/N+SZcqZi/lMDs41BG -----END RSA PRIVATE KEY-----
(3).加密私钥文件，加密的密码为123456。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsa.txt -des3 -passout pass:123456 512 [root@xuexi tmp]# cat genrsa.txt -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- Proc-Type: 4,ENCRYPTED DEK-Info: DES-EDE3-CBC,8775D04B98C9C9EE zx8ehH7qey+588/UVCKu37NFzMvYCBJr9jrryhg7AJtU9eKxFlDIAVNVvNqgG8k+ a5H4a7TCmHB15coFJH52tpmqdGdfo5+758QEgax/YLTPrlBufatb7ZOOpexvJMUe oenkdYmgzUOj6WRrBUapzwwdhukXu3fpqxmke5ARBSgzsL7amvTLhSt+8ZmhITj6 Rjr55T9rFvCUUCCMKLVYzHgfrTrMTxidv4VsprO1TQ+W//fJOqFqIGJZfbqVLXsb /0w1vsmzgB0o0k1KHZVj7L4kTGd+j/2nUtc2eaaZUkUdWTu3OflXObg0JVW2a1pG e67UfEQ0/xhDzFIz1yDyg0v7wozKOSh9c2etsn+NOJHNa7IBsAWX/7Ufz0uxCBuX 0PkJynaFEU6YMoN5RDdDAjnlcwWHqoEbd2RhyYgja+0= -----END RSA PRIVATE KEY-----
其实一般情况下能用到的选项也就-out和numbits
openssl rsa和openssl pkey openssl rsa和openssl pkey分别是RSA密钥的处理工具和通用非对称密钥处理工具，它们用法基本一致，所以只举例说明openssl rsa。
它们的用法很简单，基本上就是输入和输出私钥或公钥的作用。
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例如：
(1).创建一个rsa私钥文件genrsa.pri，然后从中提取rsa公钥到rsa.pub文件中。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsa.pri [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsa.pri -pubout -out rsa.pub [root@xuexi tmp]# cat rsa.pub -----BEGIN PUBLIC KEY----- MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCxitfLsvV58ogZr4hwdsEp7Mne hShLasCZsE10jGxQLsxoJ7FSBsrnZPB4GBSuwEEXazZdo7547QdLxe9vVL3+YSu3 kPkd30tCTjf2HVywvj3ou2zgEdAIQTfQ0sODV6daO1bKZJxT1fIonEGuIQaefkqR TxTQOxLIcfR0gayvgQIDAQAB -----END PUBLIC KEY-----
(2).创建一个加密的rsa私钥文件genrsaK.pri，然后从此文件输出公钥至文件rsaK.pub。
1 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsaK.pri -des3 -passout pass:123456
此时将提示输入密码才能读取该私钥文件。
1 2 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsaK.pri -pubout -out rsaK.pub Enter pass phrase for genrsaK.pri:
可以使用”-passin”传递解密的密码。
1 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsaK.pri -pubout -out rsaK.pub -passin pass:123456
(3).移除私钥文件或公钥文件的密码。只需直接输出到新文件即可。以已加密的私钥文件genrsaK.pri为例。
1 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsaK.pri -out genrsaNK.pri
(4).check检测私钥文件的一致性，查看私钥文件被修改过。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsaK.pri -check Enter pass phrase for genrsaK.pri: RSA key ok writing RSA key -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIICXAIBAAKBgQDAXX2ZwqCtcJXiR9xr7lJhslBybeAo07Q1jYK9IT0atbj72jj+ 3Eh5vbAjF0R5GF+luTBpGdhTVlt774oj+5m6zvkx785YpW9gRGroN9eglgvUu8iA 9nY30ulIOTEmpi/TfSBVIBL+XbqZ2pLtr05t59RsLkBcqD7huLq28TODTwIDAQAB AoGALHWvMNl933g0/B6VwFBNtAzNcRUaCPWdIf955xKGl+TGQ1dVcvoguhpwWjvn dIGAocHigXgaunAsJsHfUJ+3EMJn7SeI25NDraSRdgH6XFK7yKg3ed5Oh4zLmZEx kEzh91jBkAwwM29/Vv0kbBiV6ZHH/zOxqkCylEaREQou4VECQQDjK6CrYtak+LR+ LbALGSCWeugMU3h2vweNDmTBVwhbHJXe0inCxrBgK9AXSMstnfmcwH1GR/b1Hzdj U7TnImxpAkEA2McaDnRprd0pExHKeslyX93M/vUXRikr7H8pFke2lLmx8/HGVZHx erJj8V8sLIIGRc/j0wPoY6hpf67YEeBa9wJBANEPHVWcKBy6JKDaOuB7x1m00khF qN7e/nv5ew/SoIX40JO2pWfyoe5fY6mJ/DGG6GgxXRiIseTzTW3DYwAy1cECQFGz WIKyJVI91Ek3n1R/r/eppKVCwi7TPZa4pkebZ5jOE9+Y8+M0SgqwSTKjaAauSqbt HzRceK12v6w7vXufTykCQDoejWxVGsaxOW8H5D0+8dcF0JVW5hWljcBuvDd0aEJ0 R4tGO1twXzO1dWBbIFJHHIot6W+V1g5CxVPS4QSsdXU= -----END RSA PRIVATE KEY-----
现在随便修改下私钥文件，再检测。
1 2 3 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsaK.pri -check unable to load Private Key 139890935146400:error:0906D066:PEM routines:PEM_read_bio:bad end line:pem_lib.c:802:
一般来说，openssl rsa的常用选项就只有-in filename、-out filename、-pubout。
openssl speed 测试加密算法的性能。
支持的算法有：
1 2 3 4 openssl speed [md2] [mdc2] [md5] [hmac] [sha1] [rmd160] [idea-cbc] [rc2-cbc] [rc5-cbc] [bf-cbc] [des-cbc] [des-ede3] [rc4] [rsa512] [rsa1024] [rsa2048] [rsa4096] [dsa512] [dsa1024] [dsa2048] [idea] [rc2] [des] [rsa] [blowfish]
测试速度好几秒一个指标，很慢。如果不指定参数将测试所有支持的算法，所以会花很久时间，我的虚拟机上花了十多分钟才测试完所有的算法性能。
例如测试下，dsa512、rsa512和rsa2048加密速度如何。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [root@xuexi tmp]# openssl speed dsa512 rsa512 rsa2048 Doing 512 bit private rsa's for 10s: 107496 512 bit private RSA's in 9.99s Doing 512 bit public rsa's for 10s: 1425095 512 bit public RSA's in 10.00s Doing 2048 bit private rsa's for 10s: 4623 2048 bit private RSA's in 9.99s Doing 2048 bit public rsa's for 10s: 153395 2048 bit public RSA's in 9.99s Doing 512 bit sign dsa's for 10s: 102089 512 bit DSA signs in 10.00s Doing 512 bit verify dsa's for 10s: 121654 512 bit DSA verify in 9.99s sign verify sign/s verify/s rsa 512 bits 0.000093s 0.000007s 10760.4 142509.5 rsa 2048 bits 0.002161s 0.000065s 462.8 15354.9 sign verify sign/s verify/s dsa 512 bits 0.000098s 0.000082s 10208.9 12177.6
在10秒时间内，rsa512的私钥处理107496单位，而rsa2048仅处理4623单位，慢了20多倍。
再看签名性能，dsa算法只支持签名不支持加密，而rsa支持加密也支持签名。从上面的结果中可以看到rsa512的签名速度为每秒10760.4，而dsa512的速度为10208.9，速度相差不大。
openssl rand 生成伪随机数。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 openssl rand [-out file] [-rand file(s)] [-base64] [-hex] num 选项说明： -out：指定随机数输出文件，否则输出到标准输出。 -rand file：指定随机数种子文件。种子文件中的字符越随机， openssl rand生成随机数的速度越快，随机度越高。 -base64：指定生成的随机数的编码格式为base64。 -hex：指定生成的随机数的编码格式为hex。 num：指定随机数的长度。
示例：
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl rand -base64 30;openssl rand -hex 30;openssl rand 30 7Nsce908GnQ5vpDH7Ww44f5ayZxCI0C9MzxSuaLj af3efb867af2ffa7b9fd2ebd8caa977fc8d26f8a01de86d7b3de8630a25e 9=@oxW[root@xuexi tmp]#
可以看到，不指定-base64或-hex时生成的随机数是乱码随机数（其实是2进制），且没有\n符号。
openssl passwd 该伪命令用于生成加密的密码。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# whatis passwd passwd (1) - update user's authentication tokens passwd (5) - password file passwd [sslpasswd] (1ssl) - compute password hashes
直接man passwd会得到修改用户密码的passwd命令帮助，而不是openssl passwd的帮助，所以man sslpasswd或者man openssl-passwd。
1 2 3 4 5 6 7 8 [root@xuexi tmp]# man sslpasswd NAME passwd - compute password hashes SYNOPSIS openssl passwd [-crypt] [-1] [-apr1] [-salt string] [-in file] [-stdin] [-quiet] {password}
使用openssl passwd支持3种加密算法方式：不指定算法时，默认使用-crypt。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选项说明： -crypt：UNIX标准加密算法，此为默认算法。如果加盐(-salt)算密码， 只取盐的前2位，2位后面的所有字符都忽略。 -1(数字)：使用MD5的算法。 -5: 使用SHA256的算法。 -6：使用SHA512的算法。 -apr1(数字)：apache中使用的备选md5算法，不能和"-1"选项一起使用， 因为apr1本身就默认了md5。htpasswd工具生成的身份验证 密码就是此方法。 -salt：加密时加点盐，可以增加算法的复杂度。但加了盐会有副作用：盐 相同，密码相同，加密的结果将一样。 -in file：从文件中读取要计算的密码列表 -stdin：从标准输入中获取要输入的密码 -quiet：生成密码过程中不输出任何信息
在命令行中直接输入要加密的密码password或者使用-salt时，将不需要交互确认，否则会交互确认密码。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd 123456 ; openssl passwd 123456 R7J9OiPEN5xUw C1lvfmeMltEWw
由上面的测试可知，使用默认的-crypt加密的密码是随机的。但是加入盐后，如果密码一样，盐一样，那么加密结果一样。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd -salt 'xxx' 123456 ; openssl passwd -salt 'xxx' 123456 xxkVQ7YXT9yoE xxkVQ7YXT9yoE
同时也看到了-crypt加密算法只取盐的前两位。
如果盐的前两位和密码任意一个不一样，加密结果都不一样。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd -salt 'xyx' 123456;openssl passwd -salt 'xxx' 123456 xyJkVhXGAZ8tM xxkVQ7YXT9yoE
注意，默认的-crypt只取盐的前两位字符，所以只要盐的前两位一样，即使第三位不同，结果也是一样的。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd -salt 'xyz' 123456 ; openssl passwd -salt 'xyy' 123456 xyJkVhXGAZ8tM xyJkVhXGAZ8tM
测试下MD5格式的加密算法。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd -1 123456 ; openssl passwd -1 123456 $1$CJ1eA7bT$4VAJoS3hU/gRTrSQ8r8UQ. $1$l1uIsNoH$A35cHQ6oGm29IJOas5v7w0
可见，结果比-crypt的算法更长了，且不加盐时，密码生成是随机的。
1 2 3 [root@xuexi ~]# openssl passwd -1 -salt 'abcdefg' 123456 ; openssl passwd -1 -salt 'abcdefg' 123456 $1$abcdefg$a3UbImglR4PCA3x7OvwMX. $1$abcdefg$a3UbImglR4PCA3x7OvwMX.
可以看出，加了盐虽然复杂度增加了，但是也受到了【盐相同，密码相同，则加密结果相同】的限制。另外，盐的长度也不再限于2位了。
再为apache或nginx生成访问网页时身份验证的密码，即basic authentication验证方式的密码。
1 2 3 4 5 6 [root@xuexi ~]# openssl passwd -apr1 123456 ; openssl passwd -apr1 123456 $apr1$ydbBroeI$/9YsZR.tJI/GS0YswkQLJ. $apr1$ncebpB6C$4fnRmlrnL2LPKxrZxCZzJ1 [root@xuexi ~]# openssl passwd -apr1 -salt 'abcdefg' 123456 ; openssl passwd -apr1 -salt 'abcdefg' 123456 $apr1$abcdefg$PCGBZd8XFTLOgZzLLU3K00 $apr1$abcdefg$PCGBZd8XFTLOgZzLLU3K00
同样，加了盐就受到【盐相同，密码相同则加密结果相同】的限制。
openssl passwd生成的密码可以直接用于/etc/shadow文件中，但有些老版本的openssl不支持sha256/sha512，此时可以使用grub-crypt生成，它是一个python脚本，只不过很不幸CentOS 7只有grub2，grub-crypt命令已经没有了。
1 2 3 4 [root@xuexi ~]# grub-crypt --sha-512 Password: Retype password: $6$2RCBJT7rELpfX4.Q$iKM5vNShNqUcCiez.JDBgbRkj007eXVVs790UwiOw1PMvB/s/vE7DhyDe8YJ6T8aEtP0Vev5kMReL/nILwLZX/
可以使用语句简单地代替grub-crypt。
1 python -c 'import crypt,getpass;pw=getpass.getpass();print(crypt.crypt(pw) if (pw==getpass.getpass("Confirm: ")) else exit())'
grub-crypt和上述python语句都是交互式的。如果要非交互式，稍稍修改下python语句：
1 python -c 'import crypt,getpass;pw="123456";print(crypt.crypt(pw))'
openssl dgst(生成和验证数字签名) 该伪命令是单向加密工具，用于生成文件的摘要信息，也可以进行数字签名，验证数字签名。
首先要明白的是，数字签名的过程是计算出数字摘要，然后使用私钥对数字摘要进行签名 ，而摘要是使用md5、sha512等算法计算得出的，理解了这一点，openssl dgst命令的用法就完全掌握了。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 openssl dgst [-md5|-sha1|...] [-hex | -binary] [-out filename] [-sign filename] [-passin arg] [-verify filename] [-prverify filename] [-signature filename] [file...] 选项说明： file...：指定待签名的文件。 -hex：以hex格式输出数字摘要。如果不以-hex显示，签名或验证签名时很可能乱码。 -binary：以二进制格式输出数字摘要，或以二进制格式进行数字签名。这是默认格式。 -out filename：指定输出文件，若不指定则输出到标准输出。 -sign filename：使用filename中的私钥对file数字签名。 签名时绝对不能加-hex等格式的选项，否则验证签名失败，亲测。 -signature filename：指定待验证的签名文件。 -verify filename：使用filename中的公钥验证签名。 -prverify filename：使用filename中的私钥验证签名。 -passin arg：传递解密密码。若验证签名时实用的公钥或私钥文件是被加密过的，则需要传递密码来解密。
其中，-passin arg传递密码的arg的格式见openssl密码格式 。
支持如下几种单向加密算法，即签名时使用的hash算法。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -md4 to use the md4 message digest algorithm -md5 to use the md5 message digest algorithm -ripemd160 to use the ripemd160 message digest algorithm -sha to use the sha message digest algorithm -sha1 to use the sha1 message digest algorithm -sha224 to use the sha224 message digest algorithm -sha256 to use the sha256 message digest algorithm -sha384 to use the sha384 message digest algorithm -sha512 to use the sha512 message digest algorithm -whirlpool to use the whirlpool message digest algorithm
注意：openssl dgst -md5和openssl md5的作用是一样的，其他单向加密算法也一样，例如openssl dgst -sha等价于openssl sha。
例如：
(1).随机生成一段摘要信息。
1 2 [root@toystory ~]# echo 123456 | openssl md5 (stdin)= f447b20a7fcbf53a5d5be013ea0b15af
(2).对/tmp/a.txt文件生成MD5和sha512摘要信息。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 a.txt MD5(a.txt)= 0bbee18df3acef3f0f8496eb7e1d03ad [root@xuexi tmp]# openssl sha512 a.txt SHA512(a.txt)= 1a47bd35ac33100904604e5bd0fb4ebf48b5a1a3c15a5173f17f4affe180d24e1afebbd4f08e08b80ded59383a319c85f978861505e898748b4bef6f07f64e22
(3).生成一个私钥genrsa.pri，然后使用该私钥对/tmp/a.txt文件签名。使用-hex选项，否则默认输出格式为二进制会乱码。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsa.pri [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -hex -sign genrsa.pri a.txt RSA-MD5(a.txt)= 7a6930b06dc6980d1a1fee872df5c8c9c887633c8e2f8b951d40aff4e934b206423914129f66651344859981e33c448f3a61274bded973b387065e9c7909bfcfc1d844e35af1453cc248d58170eb27e948a8de862f21a2b7ee34f512b3cc3cb44537e26c62a409e211320b87f74a8fa5ec1bcc790a7c13ffaa9df9aa8c5ddb64
如果要验证签名，那么这个生成的签名要保存到一个文件中，且一定不能使用”-hex”选项，否则验证签名失败 。以下分别生成使用和不使用hex格式的签名文件以待验证签名测试。
1 2 [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -hex -out md5_hex.sign -sign genrsa.pri a.txt [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -out md5_nohex.sign -sign genrsa.pri a.txt
(4).验证签名。验证签名的过程实际上是对待验证文件新生成签名，然后与已有签名文件进行比对，如果比对结果相同，则验证通过。所以，在验证签名时不仅要给定待验证的签名文件，也要给定相同的算法，相同的私钥或公钥文件以及待签名文件以生成新签名信息。
以下先测试以私钥来验证数字签名文件。
首先对未使用hex格式的签名文件md5_nohex.sign进行验证。由于生成md5_nohex.sign时使用的是md5算法，所以这里必须也要指定md5算法。
1 2 [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -prverify genrsa.pri -signature md5_nohex.sign a.txt Verified OK
再对使用了hex格式的签名文件md5_hex.sign进行验证，不论在验证时是否使用了hex选项，结果都是验证失败。
1 2 3 4 5 [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -prverify genrsa.pri -signature md5_hex.sign a.txt Verification Failure [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -hex -prverify genrsa.pri -signature md5_hex.sign a.txt Verification Failure
再测试使用公钥来验证数字签名。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsa.pri -pubout -out rsa.pub [root@xuexi tmp]# openssl dgst -md5 -verify rsa.pub -signature md5_nohex.sign a.txt Verified OK
openssl rsautl和openssl pkeyutl(非对称加密) rsautl是rsa的工具，相当于rsa、dgst的部分功能集合，可用于生成数字签名、验证数字签名、加密和解密文件 。
pkeyutl是非对称加密的通用工具，大体上和rsautl的用法差不多，所以此处只解释rsautl。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 openssl rsautl [-in file] [-out file] [-inkey file] [-pubin] [-certin] [-passin arg] [-sign] [-verify] [-encrypt] [-decrypt] [-hexdump] openssl pkeyutl [-in file] [-out file] [-sigfile file] [-inkey file] [-passin arg] [-pubin] [-certin] [-sign] [-verify] [-encrypt] [-decrypt] [-hexdump] 共同的选项说明： -in file：指定输入文件 -out file：指定输出文件 -inkey file：指定密钥输入文件，默认是私钥文件，指定了"-pubin"则表示为 公钥文件，使用"-certin"则表示为包含公钥的证书文件 -pubin：指定"-inkey file"的file是公钥文件 -certin：使用该选项时，表示"-inkey file"的file是包含公钥的证书文件 -passin arg：传递解密密码。若验证签名时实用的公钥或私钥文件是被加密过 的，则需要传递密码来解密。 【功能选项：】 -sign：签名并输出签名结果，注意，该选项需要提供RSA私钥文件 -verify：使用验证签名文件 -encrypt：使用公钥加密文件 -decrypt：使用私钥解密文件 【输出格式选项：】 -hexdump：以hex方式输出 openssl pkeyutl选项说明： sigfile file：待验证的签名文件
其中，-passin arg传递密码的arg的格式见openssl密码格式 。
rsautl命令的用法和rsa、dgst不太一样。首先，它的前提是已经有非对称密钥，所有的命令操作都用到公钥或私钥来处理；再者，该命令使用-in选项来指定输入文件，而不像dgst一样可以把输入文件放在命令的结尾；最后，该命令使用的密钥文件、签名文件、证书文件都通过-inkey选项指定，再通过各功能的选项搭配来实现对应的功能。
注意rsautl和pkeyutl的缺陷是默认只能对短小的文件进行操作，否则将报类似如下的错误信息。
1 140341340976968:error:0406C06E:rsa routines:RSA_padding_add_PKCS1_type_1:data too large for key size:rsa_pk1.c:73:
因为这两个工具签名和验证签名的功能和openssl dgst命令差不多，且自身又有缺陷，所以就不举例说明。此处仅给出对短小文件的非对称加密和解密示例。
(1).使用公钥加密b.txt文件，注意待加密文件b.txt必须是短小文件，且不建议使用-hexdump输出，否则解密时可能超出文件的长度。
1 2 3 4 5 [root@xuexi tmp]# openssl genrsa -out genrsa.pri # 生成私钥 [root@xuexi tmp]# openssl rsa -in genrsa.pri -pubout -out rsa.pub # 从私钥中提取公钥 [root@xuexi tmp]# openssl rsautl -encrypt -in b.txt -out b_crypt.txt -inkey rsa.pub -pubin
查看非对称加密后的文件b_crypt.txt。
1 2 [root@xuexi tmp]# cat b_crypt.txt H[1]=p?I,:=)Iڪ;Yx٩,vbot@xuexi tmp]#
(2).使用私钥解密b_crypt.txt文件。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl rsautl -decrypt -in b_crypt.txt -out b_decrypt.txt -inkey genrsa.pri [root@xuexi tmp]# cat b_decrypt.txt UUID=d505113c-daa6-4c17-8b03-b3551ced2305 swap swap defaults 0 0
openssl enc(对称加密) 对称加密工具。了解对称加密的原理后就很简单了，原理部分见下文。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 openssl enc -ciphername [-in filename] [-out filename] [-pass arg] [-e] [-d] [-a/-base64] [-k password] [-S salt] [-salt] [-md] [-p/-P] 选项说明： -ciphername：指定对称加密算法(如des3)，可独立于enc直接使用， 如openssl des3或openssl enc -des3。推荐在enc后 使用，这样不依赖于硬件 -in filename ：输入文件，不指定时默认是stdin -out filename：输出文件，不指定时默认是stdout -e：对输入文件加密操作，不指定时默认就是该选项 -d：对输入文件解密操作，只有显示指定该选项才是解密 -pass：传递加、解密时的明文密码。若验证签名时实用的公钥或私钥文件 是被加密过的，则需要传递密码来解密。 -k ：已被"-pass"替代，现在还保留是为了兼容老版本的openssl -base64：在加密后和解密前进行base64编码或解密，不指定时默认是二进制。 注意，编码不是加解密的一部分，而是加解密前后对数据的格式"整理" -a：等价于-base64 -salt：单向加密时使用salt复杂化单向加密的结果，此为默认选项，且使用随 机salt值 -S salt：不使用随机salt值，而是自定义salt值，但只能是16进制范围内字符 的组合，即"0-9a-fA-F"的任意一个或多个组合 -p：打印加解密时salt值、key值和IV初始化向量值（也是复杂化加密的一种方 式），解密时还输出解密结果，见后文示例 -P：和-p选项作用相同，但是打印时直接退出工具，不进行加密或解密操作 -md：指定单向加密算法，默认md5。该算法是拿来加密key部分的，见后文分析。
其中，-pass arg传递密码的arg的格式见openssl密码格式 。
支持的单向加密算法有：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -md4 to use the md4 message digest algorithm -md5 to use the md5 message digest algorithm -ripemd160 to use the ripemd160 message digest algorithm -sha to use the sha message digest algorithm -sha1 to use the sha1 message digest algorithm -sha224 to use the sha224 message digest algorithm -sha256 to use the sha256 message digest algorithm -sha384 to use the sha384 message digest algorithm -sha512 to use the sha512 message digest algorithm -whirlpool to use the whirlpool message digest algorithm
支持的对称加密算法有：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 -aes-128-cbc -aes-128-cbc-hmac-sha1 -aes-128-cfb -aes-128-cfb1 -aes-128-cfb8 -aes-128-ctr -aes-128-ecb -aes-128-gcm -aes-128-ofb -aes-128-xts -aes-192-cbc -aes-192-cfb -aes-192-cfb1 -aes-192-cfb8 -aes-192-ctr -aes-192-ecb -aes-192-gcm -aes-192-ofb -aes-256-cbc -aes-256-cbc-hmac-sha1 -aes-256-cfb -aes-256-cfb1 -aes-256-cfb8 -aes-256-ctr -aes-256-ecb -aes-256-gcm -aes-256-ofb -aes-256-xts -aes128 -aes192 -aes256 -bf -bf-cbc -bf-cfb -bf-ecb -bf-ofb -blowfish -camellia-128-cbc -camellia-128-cfb -camellia-128-cfb1 -camellia-128-cfb8 -camellia-128-ecb -camellia-128-ofb -camellia-192-cbc -camellia-192-cfb -camellia-192-cfb1 -camellia-192-cfb8 -camellia-192-ecb -camellia-192-ofb -camellia-256-cbc -camellia-256-cfb -camellia-256-cfb1 -camellia-256-cfb8 -camellia-256-ecb -camellia-256-ofb -camellia128 -camellia192 -camellia256 -cast -cast-cbc -cast5-cbc -cast5-cfb -cast5-ecb -cast5-ofb -des -des-cbc -des-cfb -des-cfb1 -des-cfb8 -des-ecb -des-ede -des-ede-cbc -des-ede-cfb -des-ede-ofb -des-ede3 -des-ede3-cbc -des-ede3-cfb -des-ede3-cfb1 -des-ede3-cfb8 -des-ede3-ofb -des-ofb -des3 -desx -desx-cbc -id-aes128-GCM -id-aes128-wrap -id-aes128-wrap-pad -id-aes192-GCM -id-aes192-wrap -id-aes192-wrap-pad -id-aes256-GCM -id-aes256-wrap -id-aes256-wrap-pad -id-smime-alg-CMS3DESwrap -idea -idea-cbc -idea-cfb -idea-ecb -idea-ofb -rc2 -rc2-40-cbc -rc2-64-cbc -rc2-cbc -rc2-cfb -rc2-ecb -rc2-ofb -rc4 -rc4-40 -rc4-hmac-md5 -seed -seed-cbc -seed-cfb -seed-ecb -seed-ofb
在给出openssl enc命令用法示例之前，先解释下对称加密和解密的原理和过程。
对称加解密时，它们使用的密码是完全相同的，例如”123456”，但这是密码，且是明文密码，非常不安全，所以应该对此简单密码进行复杂化。最直接的方法是使用单向加密计算出明文密码的hash值，单向加密后新生成的密码已经比较安全(称之为密钥比较好)，可以作为对称加密时的对称密钥。另外，由于同一单向加密算法对相同明文密码的计算结果是完全一致的，这样解密时使用相同的单向加密算法就能计算出完全相同的密钥，也就是解密时的对称密钥。如果想要更安全，还可以在对称加密后对加密文件进行重新编码，如使用”base64”、二进制或hex编码方式进行编码，但对应的在解密前就需要先解码，解码后才能解密。
所以，将对称加、解密的机制简单概括如下：
因此，解密过程中使用的解码方式、单向加密和对称加密算法都必须一致，且输入的密码必须是正确密码。 但需要注意的一点是，解密时可以不指定salt，因为加密时使用的salt会记录下来，解密时可以读取该salt。
如下图所示，分别是加密和解密过程示意图。
示例：
以加密/etc/fstab的备份文件/tmp/test.txt为例。
(1).首先测试openssl enc的编码功能。由于未指定密码选项”-k”或”-pass”，所以仅仅只进行编码而不进行加密，因此也不会提示输入密码。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -in test.txt -out test_base64.txt [root@xuexi tmp]# cat test_base64.txt CiMKIyAvZXRjL2ZzdGFiCiMgQ3JlYXRlZCBieSBhbmFjb25kYSBvbiBUaHUgTWF5 IDExIDA0OjE3OjQ0IDIwMTcKIwojIEFjY2Vzc2libGUgZmlsZXN5c3RlbXMsIGJ5 IHJlZmVyZW5jZSwgYXJlIG1haW50YWluZWQgdW5kZXIgJy9kZXYvZGlzaycKIyBT ZWUgbWFuIHBhZ2VzIGZzdGFiKDUpLCBmaW5kZnMoOCksIG1vdW50KDgpIGFuZC9v ciBibGtpZCg4KSBmb3IgbW9yZSBpbmZvCiMKVVVJRD1iMmE3MGZhZi1hZWE0LTRk OGUtOGJlOC1jNzEwOWFjOWM4YjggLyAgICAgICAgICAgICAgICAgICAgICAgeGZz ICAgICBkZWZhdWx0cyAgICAgICAgMCAwClVVSUQ9MzY3ZDZhNzctMDMzYi00MDM3 LWJiY2ItNDE2NzA1ZWFkMDk1IC9ib290ICAgICAgICAgICAgICAgICAgIHhmcyAg ICAgZGVmYXVsdHMgICAgICAgIDAgMApVVUlEPWQ1MDUxMTNjLWRhYTYtNGMxNy04 YjAzLWIzNTUxY2VkMjMwNSBzd2FwICAgICAgICAgICAgICAgICAgICBzd2FwICAg IGRlZmF1bHRzICAgICAgICAwIDAK
再以base64格式进行解码。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -d -in test_base64.txt # # /etc/fstab # Created by anaconda on Thu May 11 04:17:44 2017 # # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk' # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info # UUID=<UUID_VALUE> / xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> /boot xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> swap swap defaults 0 0
实际上，上述编码和解码的过程严格地说也是对称加密和解密，因为openssl enc默认会带上加密选项”-e”，只不过因为没有指定输入密码选项，使用的加密密码为空而已，且单向加密算法使用的也是默认值。解密时也一样。
(2).测试使用des3对称加密算法加密test.txt文件。
1 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -in test.txt -out test.1 -pass pass:123456 -md md5
加密后，查看加密后文件test.1的结果。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [root@xuexi tmp]# cat test.1 U2FsdGVkX1+c/d4NsXnY6Pd7rcZjGSsMRJWQOP0s5sxH6aLE5iCYjKEAbGac//iR wkUUh6a57OpUA3+OOCKB4z+IxBcKo67BUDGR9vYeCfkobH9F+mSfVzZbXBrJmxwf 921tJ+8K+yKB6DjJfufpW+DWXmH8MFyvK60wnYHsfUQOp81EvaUtEfqEKIS8hgg7 4NTOyww+/VMDdc2wmkf08XNQUPlVtLaSx3vuBisxRdu8raiKWGGOB7qCwELCxDqu NaRCIh0VjjffGohAOMMsAQ2kFCDUKx0Z4Df5fvifhPXoHfsj2lI216BPG5Cy88K2 KV78DoBm4pnMAymo/HRRF95LjvWYZIN88hIVN67u2j9zqSGeuyJakMyDVhYYmrHl sMr2YTbTwus2DiO6qAzt/0a9nocTVKfGR81Xsh0a0ZudjtrMl5H36YJawpldvUCa DzXPsbpQrp0VGi2HvJ4EVKKEx2uh8XYWmJ4ytj1s1wtCR6wQhmERtInGwULWTyI+ agXStSB5XzsvAJRJvexsaNycj5lAoQ8O6YXEj7B0inB7nBQTFbwkXyvJqXpr1179 i67leYc59OvlhRMA+GLW4g/Mg5dN5SBmgt1ChOJs4887zAUyLYrLvR4zDK6IQN/M P6F15c9V+m9pw2t32sUQQmYrYqOV/AQf0t0EwvA0Myjmfqtvmp555Q==
解密文件test.1。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -d -in test.1 -out test.2 -pass pass:123456 -md md5 [root@xuexi tmp]# cat test.2 # # /etc/fstab # Created by anaconda on Thu May 11 04:17:44 2017 # # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk' # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info # UUID=<UUID_VALUE> / xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> /boot xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> swap swap defaults 0 0
(3).加密时带上点盐salt。其实不写时默认就已经加入了，只不过是加入随机盐值。使用-S可以指定明确要使用的盐的值。但是盐的值只能是16进制范围内字符的组合，即0-9a-fA-F的任意一个或多个组合。
1 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -S 'Fabc' -in test.txt -out test.1 -pass pass:123456 -md md5
解密。解密时不用指定salt值，即使指定了也不会影响解密结果。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -d -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 # # /etc/fstab # Created by anaconda on Thu May 11 04:17:44 2017 # # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk' # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info # UUID=<UUID_VALUE> / xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> /boot xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> swap swap defaults 0 0 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -d -S 'Fabcxdasd' -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 # # /etc/fstab # Created by anaconda on Thu May 11 04:17:44 2017 # # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk' # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info # UUID=<UUID_VALUE> / xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> /boot xfs defaults 0 0 UUID=<UUID_VALUE> swap swap defaults 0 0
(4).在测试下”-p”和”-P”选项的输出功能。小写字母p不仅输出密钥算法结果，还输出加解密的内容，而大写字母P则只输出密钥算法结果。
加密时的情况。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -S 'Fabc' -in test.txt -out test.1 -pass pass:123456 -md md5 -p salt=FABC000000000000 key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D iv =5128FDED01EE1499
其中key就是单向加密明文密码后得到的对称密钥，iv是密码运算时使用的向量值。
再看解密时的情况，此处加上了salt。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -d -S 'Fabc' -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 -P salt=FABC000000000000 key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D iv =5128FDED01EE1499
若解密时不指定salt，或者随意指定salt，结果如下。
1 2 3 4 5 6 7 8 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -d -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 -P salt=FABC000000000000 key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D iv =5128FDED01EE1499 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -des3 -S 'FabM' -d -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 -P salt=FABC000000000000 key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D iv =5128FDED01EE1499
可见，解密时，只要指定和加密时相同编码格式和单向加密算法，密钥的结果就是一样的，且解密时明确指定salt是无意义的，因为它可以读取到加密时使用的salt。
甚至，解密时指定不同的对称加密算法，密钥结果也是一样的。
1 2 3 4 [root@xuexi tmp]# openssl enc -a -desx -d -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 -p salt=FABC000000000000 key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D iv =5128FDED01EE1499
由此，能推理出对称加密时使用的对称密钥和对称算法是毫无关系的。
openssl dhparam(密钥交换) openssl dhparam用于生成和管理dh文件。dh(Diffie-Hellman)是著名的密钥交换协议，或称为密钥协商协议，它可以保证通信双方安全地交换密钥。但注意，它不是加密算法，所以不提供加密功能，仅仅只是保护密钥交换的过程。在openvpn中就使用了该交换协议。关于dh算法的整个过程，见下文。
openssl dhparam命令集合了老版本的openssl dh和openssl gendh，后两者可能已经失效了，即使存在也仅表示未来另有用途。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 openssl dhparam [-in filename] [-out filename] [-dsaparam] [-noout] [-text] [-rand file(s)] [numbits] 选项说明： -in filename：从filename文件中读取密钥交换协议参数。 -out filename：输出密钥交换协议参数到filename文件。 -dsaparam：指定此选项将使用dsa交换协议替代dh交换协议。 虽然生成速度更快，但更不安全。 -noout：禁止输出任何信息。 -text：以文本格式输出dh协议。 -rand：指定随机数种子文件。 numbits：指定生成的长度。
注意，dh协议文件生成速度随长度增长而急剧增长，使用随机数种子可以加快生成速度。
例如：生成1024长度的交换协议文件，其消耗的时间2秒不到。
1 2 3 4 5 6 7 8 [root@xuexi tmp]# time openssl dhparam - out dh.pem 1024 Generating DH parameters, 1024 bit long safe prime, generator 2 This is going to take a long time real 0 m1.762 suser 0 m1.608 ssys 0 m0.017 s
但生成长度2048的交换协议文件用了4分多钟，可见长度增长会导致协议生成的时间急剧增长。
1 2 3 4 5 6 7 [root@xuexi ~ ]# time openssl dhparam - out dh.pem 2048 ......... ......... real 4 m36.606 suser 4 m14.404 ssys 0 m0.538 s
而使用了64位随机数种子的同样命令只需50秒钟。
1 2 3 4 5 6 7 [root@xuexi tmp]# time openssl dhparam - rand rand.seed - out dh.pem 2048 ......... ......... real 0 m50.264 suser 0 m46.039 ssys 0 m0.104 s
openssl命令实现的是各种算法和加密功能，它的cpu的使用率会非常高，再结合dhparam，可以使得openssl dhparam作为一个不错的cpu压力测试工具，并且可以长时间飙高cpu使用率。
DH密钥协商过程 密钥交换协议(DH)的大概过程是这样的(了解即可，可网上搜索完整详细的过程)：
(1).双方协商一个较大的质数并共享，这个质数是种子数。
(2).双方都协商好一个加密生成器(一般是AES)。
(3).双方各自提出另一个质数，这次双方提出的质数是互相保密的。这个质数被认为是私钥(不是非对称加密的私钥)。
(4).双方使用自己的私钥(即各自保密的质数)、加密生成器以及种子数(即共享的质数)派生出一个公钥(由上面的私钥派生而来，不是非对称加密的公钥)。
(5).双方交换派生出的公钥。
(6).接收方使用自己的私钥(各自保密的质数)、种子数(共享的质数)以及接收到的对方公钥计算出共享密钥(session key)。尽管双方的session key是使用对方的公钥以及自己的私钥计算的，但因为使用的算法，能保证双方计算出的session key相同。
(7).这个session key将用于加密后续通信。例如，ssh连接过程中，使用host key对session key进行签名，然后验证指纹来完成主机认证的过程(见https://www.junmajinlong.com/linux/ssh#host_auth )。
在此可见，在计算session key过程中，双方使用的公钥、私钥是相反的。但因为DH算法的原因，它能保证双方生成的session key是一致的。而且因为双方在整个过程中是完全平等的，没有任何一方能掌控协商的命脉，再者session key没有在网络上进行传输，使得使用session key做对称加密的数据传输是安全的。
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