(9) 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。
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
-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。
-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。若验证签名时使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
支持的单向加密算法有：
-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：
-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：
对称加密机制：
1、根据指定的单向加密算法，对输入的明文密码进行单向加密(默认是md5)，得到固定长度的加密密钥，即对称密钥，
2、再根据指定的对称加密算法，使用对称密钥加密文件，
3、最后重新编码加密后的文件。
即单向加密明文密码结果作为对称密钥、使用对称密钥加密文件、对文件重新编码。
对称解密机制（加密的逆向操作）：
1、先解码文件
2、然后根据单向加密算法对解密时输入的明文密码计算得到对称密钥
3、依此对称密钥对称解密解码后的文件。
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。
根据指定的单向加密算法(-md -md5)，对输入的明文密码(123456)进行单向加密得到固定长度的加密密钥，即对称密钥(f447b...15af)，再根据指定的对称加密算法(-des3)，使用对称密钥加密文件，最后重新编码(-a 即-abse64)加密后的文件
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（因为没有密码，没有得到对称密钥），因此也不会提示输入密码。
[root@docker121 ssl]# cat b.txt
123456
[root@docker121 ssl]# openssl enc -a -in b.txt -out b_base64.txt
[root@docker121 ssl]# cat b_base64.txt
MTIzNDU2Cg==
再以base64格式进行解码。
[root@docker121 ssl]# openssl enc -a -d -in b_base64.txt
123456
[root@docker121 ssl]# openssl enc -a -d -in b_base64.txt -out bd_base64.txt
[root@docker121 ssl]# cat bd_base64.txt
123456
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。
[root@docker121 ssl]# echo "to be or not to be" > test.txt
[root@docker121 ssl]# openssl enc -pass pass:123456 -md md5 -des3 -a -in test.txt -out e_test.txt
-pass 指定明文密码
-md 指定对明文密码单向加密的算法，得到对称密钥
-des3 使用对称密钥对称加密文件
-a 对加密后的文件进行base64编码
加密后，查看加密后文件test.1的结果。
[root@docker121 ssl]# cat e_test.txt
U2FsdGVkX19QKanxgeD1ug1bEax99vkTj2GeihsIHzsmMAE/rDgO8A==
解密文件
[root@docker121 ssl]# openssl enc -d -a -pass pass:123456 -md md5 -des3 -in e_test.txt -out de_test.txt
[root@docker121 ssl]# cat de_test.txt
to be or not to be
(3).加密时带上点盐salt。其实不写时默认就已经加入了（-salt选项），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。
[root@docker121 ssl]# openssl enc -pass pass:123456 -md md5 -des3 -S 'abcdef123' -a -in test.txt -out e2_test.txt
[root@docker121 ssl]# cat e2_test.txt
U2FsdGVkX1+rze8SMAAAAEmS219zSQxGpmEgf5ff2U1U4CELKCM2Ng==
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。
[root@docker121 ssl]# openssl enc -d -pass pass:123456 -md md5 -des3 -a -in e2_test.txt -out de2_test.txt
[root@docker121 ssl]# cat de2_test.txt
to be or not to be
[root@docker121 ssl]# openssl enc -d -pass pass:123456 -md md5 -des3 -S 'abcdef123' -a -in e2_test.txt -out sde2_test.txt
[root@docker121 ssl]# cat sde2_test.txt
to be or not to be
(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。
[root@localhost 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
[root@localhost 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。
[root@localhost tmp]# openssl enc -a -des3 -d -in test.1 -pass pass:123456 -md md5 -P
salt=FABC000000000000
key=885FC58E6C822AEFC8032B4B98FA0355F8482BD654739F3D
iv =5128FDED01EE1499
[root@localhost 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。
[root@localhost 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。
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