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10-安全配置指导

10-公钥管理配置

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10-公钥管理配置


1 公钥管理

1.1  简介

图1-1所示,为了保证数据在网络中安全传输、不被攻击者非法窃听和恶意篡改,发送方在发送数据之前需要对数据进行加密处理,即通过一定的算法,利用密钥将明文数据变换为密文数据;接收方接收到密文数据后,需要对其进行解密处理,即通过一定的算法,利用密钥将密文数据恢复为明文数据,以获得原始数据。其中,密钥是一组特定的字符串,是控制明文和密文转换的唯一参数,起到“钥匙”的作用。

图1-1 加密和解密转换关系示意图

 

如果数据加密和解密时使用不同的密钥,则该加/解密算法称为非对称密钥算法。在非对称密钥算法中,加密和解密使用的密钥一个是对外公开的公钥,一个是由用户秘密保存的私钥,从公钥很难推算出私钥。公钥和私钥一一对应,二者统称为非对称密钥对。通过公钥(或私钥)加密后的数据只能利用对应的私钥(或公钥)进行解密。

说明

如果数据加密和解密时使用相同的密钥,则该加/解密算法称为对称密钥算法。

 

非对称密钥算法包括RSA(Rivest Shamir and Adleman)和DSA(Digital Signature Algorithm,数字签名算法)等。

非对称密钥算法主要有两个用途:

·              对发送的数据进行加/解密:发送者利用接收者的公钥对数据进行加密,只有拥有对应私钥的接收者才能使用该私钥对数据进行解密,从而可以保证数据的机密性。目前,只有RSA算法可以用来对发送的数据进行加/解密。

·              对数据发送者的身份进行认证:非对称密钥算法的这种应用,称为数字签名。发送者利用自己的私钥对数据进行加密,接收者利用发送者的公钥对数据进行解密,从而实现对数据发送者身份的验证。由于只能利用对应的公钥对通过私钥加密后的数据进行解密,因此根据解密是否成功,就可以判断发送者的身份是否合法,如同发送者对数据进行了“签名”。例如,用户1使用自己的私钥对数据进行签名后,发给用户2,用户2利用用户1的公钥验证签名,如果签名是正确的,那么就能够确认该数据来源于用户1。目前,RSA和DSA都可以用于数字签名。

非对称密钥算法应用十分广泛,例如SSH(Secure Shell,安全外壳)、SSL(Secure Sockets Layer,安全套接字层)、PKI(Public Key Infrastructure,公钥基础设施)中都利用了非对称密钥算法进行数字签名。SSH、SSL和PKI的介绍,请参见“安全配置指导”中的“SSH”、“SSL”和“PKI”。

1.2  公钥管理配置任务简介

本章主要介绍如何管理非对称密钥对,包括:

·              本地非对称密钥对的管理:即管理设备自身的非对称密钥对,包括本地密钥对的生成、销毁、本地主机公钥的显示和导出。

·              远端主机公钥的管理:即将远端主机的主机公钥保存到本地设备。

完成本章中的配置后,并不能实现利用非对称密钥算法进行加/解密和数字签名,只是为其提供了必要的准备。本章中的配置只有与具体的应用(如SSH、SSL)配合使用,才能实现利用非对称密钥算法进行加/解密或数字签名。

表1-1 公钥管理配置任务简介

配置任务

说明

详细配置

配置本地非对称密钥对

生成本地非对称密钥对

根据实际情况选择需要的配置

1.3.1 

显示或导出本地非对称密钥对中的主机公钥

1.3.2 

销毁本地非对称密钥对

1.3.3 

配置远端主机的公钥

1.4 

 

1.3  配置本地非对称密钥对

1.3.1  生成本地非对称密钥对

·              生成RSA密钥对时,将同时生成两个密钥对——服务器密钥对和主机密钥对,二者都包括一个公钥和一个私钥。RSA服务器密钥和主机密钥模数的最小长度均为512比特,最大长度为2048比特,缺省长度为1024比特。生成RSA密钥对时会提示用户输入密钥模数的长度,建议密钥模数的长度大于或等于768比特,以提高安全性。

说明

目前,只有SSH1.5中应用了RSA服务器密钥对。

 

·              生成DSA密钥对时,只生成一个主机密钥对。DSA主机密钥模数的最小长度为512比特,最大长度为2048比特,缺省长度为1024比特。生成DSA密钥对时会提示用户输入密钥模数的长度,建议密钥模数的长度大于或等于768比特,以提高安全性。

·              在FIPS模式下执行此命令后,当本地非对称密钥对类型为DSA时,密钥模数的长度至少为1024比特;当本地非对称密钥对类型为RSA时,密钥模数的长度必须为2048比特。

表1-2 生成本地非对称密钥对

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

生成本地非对称密钥对

public-key local create { dsa | rsa }

必选

缺省情况下,不存在任何非对称密钥对

 

说明

执行public-key local create命令后,生成的密钥对将保存在设备中,设备重启后密钥不会丢失。

 

1.3.2  显示或导出本地非对称密钥对中的主机公钥

在某些应用(如SSH)中,为了实现远端主机采用数字签名方法对本地设备进行身份验证,用户需要将本地的主机公钥保存到远端主机上。

将本地的主机公钥保存到远端主机上,有以下三种方法:

·              表1-3所示,在本地设备上执行display public-key local public命令显示非对称密钥对中的公钥信息,并记录主机公钥数据。如表1-8所示,在远端主机上,通过手工配置的方式将记录的本地主机公钥保存到远端设备上。

·              表1-4所示,在本地设备上执行public-key local export命令按照指定格式显示本地主机公钥(执行命令时不指定filename参数),通过拷贝粘贴等方式将显示的主机公钥保存到文件中,并将该文件上传到远端主机上。如表1-7所示,在远端主机上,通过从公钥文件中导入的方式将本地的主机公钥保存到远端设备上。

·              表1-5所示,在本地设备上执行public-key local export命令按照指定格式将本地主机公钥导出到指定文件(执行命令时指定filename参数),并将该文件上传到远端主机上。如表1-7所示,在远端主机上,通过从公钥文件中导入的方式将本地的主机公钥保存到远端设备上。

说明

远端主机上的配置方法,请参见“1.4  配置远端主机的公钥”。“1.4  配置远端主机的公钥”中描述了如何将远端主机的公钥配置到本地主机上,将本地主机公钥配置到远端主机上的过程与此类似,只不过前者需要在本地主机上执行“1.4  配置远端主机的公钥”中的配置,后者需要在远端主机上执行该配置。

 

表1-3 显示本地非对称密钥对中的公钥信息

操作

命令

说明

显示本地RSA密钥对中的公钥信息

display public-key local rsa public [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

二者至少选择其一

可以在任意视图下执行这两条命令

显示本地DSA密钥对中的公钥信息

display public-key local dsa public [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

 

说明

执行display public-key local rsa public命令后,会同时显示RSA服务器密钥对和主机密钥对的公钥信息。用户只需记录主机密钥对的公钥信息。

 

表1-4 按照指定格式显示本地非对称密钥对中的主机公钥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

按照指定格式显示本地RSA主机公钥

public-key local export rsa { openssh | ssh1 | ssh2 }

二者至少选择其一

按照指定格式显示本地DSA主机公钥

public-key local export dsa { openssh | ssh2 }

 

表1-5 按照指定格式导出本地非对称密钥对中的主机公钥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

按照指定格式将本地RSA主机公钥导出到指定文件

public-key local export rsa { openssh | ssh1 | ssh2 } filename

二者至少选择其一

按照指定格式将本地DSA主机公钥导出到指定文件

public-key local export dsa { openssh | ssh2 } filename

 

1.3.3  销毁本地非对称密钥对

在如下几种情况下,建议用户销毁旧的非对称密钥对,并生成新的密钥对:

·              本地设备的私钥泄露。这种情况下,非法用户可能会冒充本地设备访问网络。

·              保存密钥对的存储设备出现故障,导致设备上没有公钥对应的私钥,无法再利用旧的非对称密钥对进行加/解密和数字签名。

·              密钥对使用了较长时间,可能存在密钥泄露或破译的风险。

·              本地证书到达有效期,需要删除对应的本地密钥对。本地证书的详细介绍,请参见“安全配置指导”中的“PKI”。

表1-6 销毁本地非对称密钥对

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

销毁本地非对称密钥对

public-key local destroy { dsa | rsa }

必选

 

1.4  配置远端主机的公钥

在某些应用(如SSH)中,为了实现本地设备对远端主机的身份验证,需要在本地设备上配置远端主机的RSA或DSA主机公钥。

配置远端主机公钥的方式有如下两种:

·              从公钥文件中导入:用户事先将远端主机的公钥文件保存到本地设备(例如,通过FTP或TFTP,以二进制方式将远端主机的公钥文件保存到本地设备),本地设备从该公钥文件中导入远端主机的公钥。导入公钥时,系统会自动将远端主机的公钥文件转换为PKCS(Public Key Cryptography Standards,公共密钥加密标准)编码形式。

·              手工配置:用户事先在远端主机上查看其公钥信息,并记录远端主机公钥的内容。在本地设备上采用手工输入的方式将远端主机的公钥配置到本地。手工输入远端主机公钥时,可以逐个字符输入,也可以一次拷贝粘贴多个字符。

说明

·       手工配置远端主机的公钥时,输入的主机公钥必须满足一定的格式要求。通过display public-key local public命令显示的公钥可以作为输入的公钥内容;通过其他方式(如public-key local export命令)显示的公钥可能不满足格式要求,导致主机公钥保存失败。因此,建议选用从公钥文件导入的方式配置远端主机的公钥。

·       远端主机公钥信息的获取方法,请参见“1.3.2  显示或导出本地非对称密钥对中的主机公钥”。

·       设备上最多可以配置20个远端主机的公钥。

 

表1-7 从公钥文件中导入远端主机的公钥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

从公钥文件中导入远端主机的公钥

public-key peer keyname import sshkey filename

必选

 

表1-8 手工配置远端主机的公钥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

指定远端主机公钥的名称,并进入公钥视图

public-key peer keyname

必选

进入公钥编辑视图

public-key-code begin

-

配置远端主机的公钥

逐个字符输入或拷贝粘贴公钥内容

必选

在输入公钥内容时,字符之间可以有空格,也可以按回车键继续输入数据。保存公钥数据时,将删除空格和回车符

退回公钥视图,并保存配置的主机公钥

public-key-code end

必选

退出公钥编辑视图时,系统自动保存配置的主机公钥

退回系统视图

peer-public-key end

-

 

1.5  公钥管理显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示配置后公钥管理的信息,通过查看显示信息验证配置的效果。

表1-9 公钥管理显示和维护

操作

命令

显示本地非对称密钥对中的公钥信息

display public-key local { dsa | rsa } public [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示保存在本地的远端主机的公钥信息

display public-key peer [ brief | name publickey-name ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

 

1.6  公钥管理典型配置举例

1.6.1  手工配置远端主机的公钥

1. 组网需求

图1-2所示,为了防止非法用户访问,Router B(本地设备)采用数字签名方法对访问它的Router A(远端设备)进行身份验证。进行身份验证前,需要在Router B上配置Router A的公钥。

本例中要求:

·              Router B采用的非对称密钥算法为RSA算法。

·              采用手工配置方式在Router B上配置Router A的主机公钥。

2. 组网图

图1-2 手工配置远端主机的公钥组网图

 

3. 配置步骤

(1)      配置Router A

# 在Router A上生成本地RSA非对称密钥对,密钥模数的长度采用缺省值1024比特。

<RouterA> system-view

[RouterA] public-key local create rsa

The range of public key size is (512 ~ 2048).

NOTES: If the key modulus is greater than 512,

It will take a few minutes.

Press CTRL+C to abort.

Input the bits of the modulus[default = 1024]:

Generating Keys...

++++++

++++++

++++++++

++++++++

# 显示生成的本地RSA密钥对的公钥信息。

[RouterA] display public-key local rsa public

 

=====================================================

Time of Key pair created: 09:50:06  2007/08/07

Key name: HOST_KEY

Key type: RSA Encryption Key

=====================================================

Key code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

 

=====================================================

Time of Key pair created: 09:50:07  2007/08/07

Key name: SERVER_KEY

Key type: RSA Encryption Key

=====================================================

Key code:

307C300D06092A864886F70D0101010500036B003068026100999089E7AEE9802002D9EB2D0433B87BB6158E35000AFB3FF310E42F109829D65BF70F7712507BE1A3E0BC5C2C03FAAF00DFDDC63D004B4490DACBA3CFA9E84B9151BDC7EECE1C8770D961557D192DE2B36CAF9974B7B293363BB372771C2C1F0203010001

(2)      配置Router B

# 在Router B上配置Router A的主机公钥:在公钥编辑视图输入Router A的主机公钥,即在Router A上通过display public-key local dsa public命令显示的主机公钥HOST_KEY内容。

<RouterB> system-view

[RouterB] public-key peer routera

Public key view: return to System View with "peer-public-key end".

[RouterB-pkey-public-key] public-key-code begin

Public key code view: return to last view with "public-key-code end".

[RouterB-pkey-key-code]30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

[RouterB-pkey-key-code] public-key-code end

[RouterB-pkey-public-key] peer-public-key end

# 显示Router B上保存的Router A的主机公钥信息。

[RouterB] display public-key peer name routera

 

=====================================

  Key Name  : routera

  Key Type  : RSA

  Key Module: 1024

=====================================

Key Code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

通过对比可以看出,Router B上保存的Router A的主机公钥信息与Router A实际的主机公钥信息一致。

1.6.2  从公钥文件中导入远端主机的公钥

1. 组网需求

图1-3所示,为了防止非法用户访问,Router B(本地设备)采用数字签名方法对访问它的Router A(远端设备)进行身份验证。进行身份验证前,需要在Router B上配置Router A的公钥。

本例中要求:

·              Router B采用的非对称密钥算法为RSA算法。

·              采用从公钥文件中导入的方式在Router B上配置Router A的主机公钥。

2. 组网图

图1-3 从公钥文件中导入远端主机的公钥组网图

 

3. 配置步骤

(1)      在Router A上生成密钥对,并导出公钥

# 在Router A上生成本地RSA非对称密钥对,密钥模数的长度采用缺省值1024比特。

<RouterA> system-view

[RouterA] public-key local create rsa

The range of public key size is (512 ~ 2048).

NOTES: If the key modulus is greater than 512,

It will take a few minutes.

Press CTRL+C to abort.

Input the bits of the modulus[default = 1024]:

Generating Keys...

++++++

++++++

++++++++

++++++++

# 显示生成的本地RSA密钥对的公钥信息。

[RouterA] display public-key local rsa public

 

=====================================================

Time of Key pair created: 09:50:06  2007/08/07

Key name: HOST_KEY

Key type: RSA Encryption Key

=====================================================

Key code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

 

=====================================================

Time of Key pair created: 09:50:07  2007/08/07

Key name: SERVER_KEY

Key type: RSA Encryption Key

=====================================================

Key code:

307C300D06092A864886F70D0101010500036B003068026100999089E7AEE9802002D9EB2D0433B87BB6158E35000AFB3FF310E42F109829D65BF70F7712507BE1A3E0BC5C2C03FAAF00DFDDC63D004B4490DACBA3CFA9E84B9151BDC7EECE1C8770D961557D192DE2B36CAF9974B7B293363BB372771C2C1F0203010001

# 将生成的RSA主机公钥HOST_KEY导出到指定文件routera.pub中。

[RouterA] public-key local export rsa ssh2 routera.pub

(2)      在Router A上启动FTP服务器功能

# 启动FTP服务器功能,并创建FTP用户,用户名为ftp,密码为123,用户级别为3(以便FTP用户具有足够的权限执行FTP操作)。

[RouterA] ftp server enable

[RouterA] local-user ftp

[RouterA-luser-ftp] password simple 123

[RouterA-luser-ftp] service-type ftp

[RouterA-luser-ftp] authorization-attribute level 3

[RouterA-luser-ftp] quit

(3)      Router B获取Router A的公钥文件

# Router B通过FTP以二进制方式从Router A获取公钥文件routera.pub。

<RouterB> ftp 10.1.1.1

Trying 10.1.1.1 ...

Press CTRL+K to abort

Connected to 10.1.1.1.

220 FTP service ready.

User(10.1.1.1:(none)):ftp

331 Password required for ftp.

Password:

230 User logged in.

[ftp] binary

200 Type set to I.

[ftp] get routera.pub

227 Entering Passive Mode (10,1,1,1,5,148).

125 BINARY mode data connection already open, transfer starting for /routera.pub.

226 Transfer complete.

FTP: 299 byte(s) received in 0.189 second(s), 1.00Kbyte(s)/sec.

[ftp] quit

221 Server closing.

(4)      Router B从公钥文件中导入公钥

# Router B从公钥文件中导入Router A的主机公钥。

<RouterB> system-view

[RouterB] public-key peer routera import sshkey routera.pub

# 显示Router B上保存的Router A的主机公钥信息。

[RouterB] display public-key peer name routera

 

=====================================

  Key Name  : routera

  Key Type  : RSA

  Key Module: 1024

=====================================

Key Code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

通过对比可以看出,Router B上保存的Router A的主机公钥信息与Router A实际的主机公钥信息一致。

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