例1：加密与解密应用
案例2：使用AIDE做入侵检测
案例3：扫描与抓包分析
1 案例1：加密与解密应用
1.1 问题
本案例要求采用gpg工具实现加/解密及软件签名等功能，分别完成以下任务：
检查文件的MD5校验和
使用GPG实现文件机密性保护，加密和解密操作
使用GPG的签名机制，验证数据的来源正确性
1.2 方案
加密算法主要有以下几种分类：
1.为确保数据机密性算法：
a) 对称加密算法(AES,DES)
b) 非对称加密算法（RSA，DSA）
2.为确保数据完整性算法：
a) 信息摘要（MD5，SHA256，SHA512）
1.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：检查文件的MD5校验和
1） 查看文件改动前的校验和，复制为新文件其校验和不变
[root@proxy ~]# vim file1.txt
abcdef
123456779
[root@proxy ~]# cp file1.txt file2.txt
[root@proxy ~]# cat file1.txt > file3.txt
[root@proxy ~]# md5sum file?.txt //文件内容一致，则校验和也不变
b92aa0f8aa5d5af5a47c6896283f3536 file1.txt
b92aa0f8aa5d5af5a47c6896283f3536 file2.txt
b92aa0f8aa5d5af5a47c6896283f3536 file3.txt
2） 对文件内容稍作改动，再次检查校验和，会发现校验和已大不相同
[root@proxy ~]# echo "x" >> file1.txt
[root@proxy ~]# md5sum file?.txt
6be3efe71d8b4b1ed34ac45f4edd2ba7 file1.txt
b92aa0f8aa5d5af5a47c6896283f3536 file2.txt
b92aa0f8aa5d5af5a47c6896283f3536 file3.txt
步骤二：使用GPG对称加密方式保护文件
GnuPG是非常流行的加密软件，支持所有常见加密算法，并且开源免费使用。
1）确保已经安装了相关软件（默认已经安装好了）
[root@proxy ~]# yum -y install gnupg2 //安装软件
[root@proxy ~]# gpg --version //查看版本
gpg (GnuPG) 2.0.22
2） gpg使用对称加密算法加密数据的操作
执行下列操作：
[root@proxy ~]# gpg -c file2.txt
.. ..
根据提示依次输入两次密码即可。如果是在GNOME桌面环境，设置密码的交互界面会是弹出的窗口程序，如图-1所示：
图－1
如果是在tty终端执行的上述加密操作，则提示界面也是文本方式的，如图-2所示。
图-2
根据提示输入两次口令，加密后的文件（自动添加后缀 .gpg）就生成了，传递过程中只要发送加密的文件（比如 file2.txt.gpg）就可以了。
[root@proxy ~]# cat file2.txt.gpg //查看加密数据为乱码
3）使用gpg对加密文件进行解密操作
收到加密的文件后，必须进行解密才能查看其内容。
[root@proxy ~]# gpg -d file2.txt.gpg > file2.txt //解密后保存
gpg: 3DES 加密过的数据
.. .. //根据提示输入正确密码
[root@proxy ~]# cat file2.txt //查看解密后的文件
abcdef
123456779
步骤三：使用GPG非对称加密方式保护文件
非对称加密/解密文件时，UserA生成私钥与公钥，并把公钥发送给UserB，UserB使用公钥加密数据，并把加密后的数据传给UserA，UserA最后使用自己的私钥解密数据。
实现过程如下所述。
1）接收方UserA创建自己的公钥、私钥对(在192.168.4.100操作)
执行gpg --gen-key操作，根据提示选择并创建密钥：
[root@client ~]# gpg --gen-key
… …
请选择您要使用的密钥种类：
(1) RSA and RSA (default) //默认算法为RSA
(2) DSA and Elgamal
(3) DSA (仅用于签名)
(4) RSA (仅用于签名)
您的选择？ //直接回车默认(1)
RSA 密钥长度应在 1024 位与 4096 位之间。
您想要用多大的密钥尺寸？(2048) //接受默认2048位
您所要求的密钥尺寸是 2048 位
请设定这把密钥的有效期限。
0 = 密钥永不过期
<n> = 密钥在 n 天后过期
<n>w = 密钥在 n 周后过期
<n>m = 密钥在 n 月后过期
<n>y = 密钥在 n 年后过期
密钥的有效期限是？(0) //接受默认永不过期
密钥永远不会过期
以上正确吗？(y/n)y //输入y确认
You need a user ID to identify your key; the software constructs the user ID
from the Real Name, Comment and Email Address in this form:
"Heinrich Heine (Der Dichter) <heinrichh@duesseldorf.de>"
真实姓名：UserA
电子邮件地址：UserA@
注释：UserA
您选定了这个用户标识：
“UserA (UserA) <UserA@>”
更改姓名(N)、注释(C)、电子邮件地址(E)或确定(O)/退出(Q)？O //输入大写O确认
您需要一个密码来保护您的私钥。
我们需要生成大量的随机字节。这个时候您可以多做些琐事(像是敲打键盘、移动
鼠标、读写硬盘之类的)，这会让随机数字发生器有更好的机会获得足够的熵数。
gpg: 正在检查信任度数据库
gpg: 需要 3 份勉强信任和 1 份完全信任，PGP 信任模型
gpg: 深度：0 有效性： 1 已签名： 0 信任度：0-，0q，0n，0m，0f，1u
pub 2048R/421C9354 -08-16
密钥指纹 = 8A27 6FB5 1315 CEF8 D8A0 A65B F0C9 7DA6 421C 9354
uid UserA (UserA) <UserA@>
sub 2048R/9FA3AD25 -08-16
2）UserA导出自己的公钥文件(在192.168.4.100操作)
用户的公钥、私钥信息分别保存在pubring.gpg和secring.gpg文件内：
[root@client ~]# gpg --list-keys //查看公钥环
/root/.gnupg/pubring.gpg
------------------------------
pub 2048R/421C9354 -08-16
uid UserA (User A) <UserA@>
sub 2048R/9FA3AD25 -08-16
使用gpg命令结合--export选项将其中的公钥文本导出：
[root@client ~]# gpg -a --export UserA > /tmp/UserA.pub
//--export的作用是导出密钥，-a的作用是导出的密钥存储为ASCII格式
[root@client ~]# scp /tmp/UserA.pub 192.168.4.5:/tmp/
//将密钥传给UserB
3）UserB导入接收的公钥信息（在192.168.4.5操作）
使用gpg命令结合--import选项导入发送方的公钥信息，以便在加密文件时指定对应的公钥。
[root@proxy ~]# gpg --import /tmp/UserA.pub
gpg: 密钥 421C9354：公钥“UserA (UserA) <UserA@>”已导入
gpg: 合计被处理的数量：1
gpg: 已导入：1 (RSA: 1)
4) UserB使用公钥加密数据，并把加密后的数据传给UserA（在192.168.4.5操作）
[root@proxy ~]# echo "I love you ." > love.txt
[root@proxy ~]# gpg -e -r UserA love.txt
无论如何还是使用这把密钥吗？(y/N)y //确认使用此密钥加密文件
[root@proxy ~]# scp love.txt.gpg 192.168.4.100:/root //加密的数据传给UserA
4）UserA以自己的私钥解密文件（在192.168.4.100操作）
[root@client ~]# gpg -d love.txt.gpg > love.txt
您需要输入密码，才能解开这个用户的私钥：“UserA (UserA) <UserA@>”
2048 位的 RSA 密钥，钥匙号 9FA3AD25，建立于 -08-16 (主钥匙号 421C9354)
//验证私钥口令
gpg: 由 2048 位的 RSA 密钥加密，钥匙号为 9FA3AD25、生成于 -08-16
“UserA (UserA) <UserA@>”
[root@client ~]# cat love.txt //获得解密后的文件内容
I love you.
步骤四：使用GPG的签名机制，检查数据来源的正确性
使用私钥签名的文件，是可以使用对应的公钥验证签名的，只要验证成功，则说明这个文件一定是出自对应的私钥签名，除非私钥被盗，否则一定能证明这个文件来自于某个人！
1）在client(192.168.4.100)上，UserA为软件包创建分离式签名
将软件包、签名文件、公钥文件一起发布给其他用户下载。
[root@client ~]# tar zcf log.tar /var/log //建立测试软件包
[root@client ~]# gpg -b log.tar //创建分离式数字签名
[root@client ~]# ls -lh log.tar*
-rw-rw-r--. 1 root root 170 8月 17 21:18 log.tar
-rw-rw-r--. 1 root root 287 8月 17 21:22 log.tar.sig
[root@client ~]# scp log.tar* 192.168.4.5:/root //将签名文件与签名传给UserB
2）在192.168.4.5上验证签名
[root@proxy ~]# gpg --verify log.tar.sig log.tar
gpg:于2028年06月07日 星期六 23时23分23秒 CST 创建的签名，使用 RSA，钥匙号 421C9354
gpg: 完好的签名，来自于“UserA (UserA) <UserA@>”
.. ..
2 案例2：使用AIDE做入侵检测
2.1 问题
本案例要求熟悉Linux主机环境下的常用安全工具，完成以下任务操作：
安装aide软件
执行初始化校验操作，生成校验数据库文件
备份数据库文件到安全的地方
使用数据库执行入侵检测操作
2.2 方案
Aide通过检查数据文件的权限、时间、大小、哈希值等，校验数据的完整性。
使用Aide需要在数据没有被破坏前，对数据完成初始化校验，生成校验数据库文件，在被攻击后，可以使用数据库文件，快速定位被人篡改的文件。
2.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：部署AIDE入侵检测系统
1）安装软件包
[root@proxy ~]# yum -y install aide
2) 修改配置文件
确定对哪些数据进行校验，如何校验数据
[root@proxy ~]# vim /etc/aide.conf
@@define DBDIR /var/lib/aide //数据库目录
@@define LOGDIR /var/log/aide //日志目录
database_out=file:@@{DBDIR}/aide.db.new.gz //数据库文件名
//一下内容为可以检查的项目（权限，用户，组，大小，哈希值等）
#p: permissions
#i: inode:
#n: number of links
#u: user
#g: group
#s: size
#md5: md5 checksum
#sha1: sha1 checksum
#sha256: sha256 checksum
DATAONLY = p+n+u+g+s+acl+selinux+xattrs+sha256
//以下内容设置需要对哪些数据进行入侵校验检查
//注意：为了校验的效率，这里将所有默认的校验目录与文件都注释
//仅保留/root目录，其他目录都注释掉
/root DATAONLY
#/boot NORMAL //对哪些目录进行什么校验
#/bin NORMAL
#/sbin NORMAL
#/lib NORMAL
#/lib64 NORMAL
#/opt NORMAL
#/usr NORMAL
#!/usr/src //使用[!]，设置不校验的目录
#!/usr/tmp
步骤二：初始化数据库，入侵后检测
1）入侵前对数据进行校验，生成初始化数据库
[root@proxy ~]# aide --init
AIDE, version 0.15.1
AIDE database at /var/lib/aide/aide.db.new.gz initialized.
//生成校验数据库，数据保存在/var/lib/aide/aide.db.new.gz
2）备份数据库，将数据库文件拷贝到U盘（非必须的操作）
[root@proxy ~]# cp /var/lib/aide/aide.db.new.gz /media/
3）入侵后检测
[root@proxy ~]# cd /var/lib/aide/
[root@proxy ~]# mv aide.db.new.gz aide.db.gz
[root@proxy ~]# aide --check //检查哪些数据发生了变化
3 案例3：扫描与抓包分析
3.1 问题
本案例要求熟悉Linux主机环境下的常用安全工具，完成以下任务操作：
使用NMAP扫描来获取指定主机/网段的相关信息
使用tcpdump分析FTP访问中的明文交换信息
3.2 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：使用NMAP扫描来获取指定主机/网段的相关信息
1）安装软件
[root@proxy ~]# yum -y install nmap
//基本用法：
# nmap [扫描类型] [选项] <扫描目标 ...>
//常用的扫描类型
// -sS，TCP SYN扫描（半开）
// -sT，TCP 连接扫描（全开）
// -sU，UDP扫描
// -sP，ICMP扫描
// -A，目标系统全面分析
2）检查目标主机所开启的TCP服务
[root@proxy ~]# nmap 192.168.4.100
Starting Nmap 5.51 ( ) at -05-17 17:55 CST
Nmap scan report for 192.168.4.100
Host is up (0.00028s latency).
Not shown: 990 closed ports
PORT STATE SERVICE
21/tcp open ftp
22/tcp open ssh
25/tcp open smtp
80/tcp open http
110/tcp open pop3
111/tcp open rpcbind
143/tcp open imap
443/tcp open https
993/tcp open imaps
995/tcp open pop3s
MAC Address: 00:0C:29:74:BE:21 (VMware)
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 1.31 seconds
3）检查192.168.4.0/24网段内哪些主机开启了FTP、SSH服务
[root@proxy ~]# nmap -p 21-22 192.168.4.0/24
Starting Nmap 5.51 ( ) at -05-17 18:00 CST
Nmap scan report for 192.168.4.1
Host is up (0.000025s latency).
PORT STATE SERVICE
21/tcp open ftp
22/tcp open ssh
Nmap scan report for 192.168.4.7
Host is up.
PORT STATE SERVICE
21/tcp filtered ftp
22/tcp filtered ssh
Nmap scan report for 192.168.4.120
Host is up (0.00052s latency).
PORT STATE SERVICE
21/tcp open ftp
22/tcp open ssh
MAC Address: 00:0C:29:74:BE:21 (VMware)
Nmap scan report for (192.168.4.110)
Host is up (0.00038s latency).
PORT STATE SERVICE
21/tcp closed ftp
22/tcp closed ssh
MAC Address: 00:50:56:C0:00:01 (VMware)
Nmap scan report for 192.168.4.120
Host is up (0.00051s latency).
PORT STATE SERVICE
21/tcp closed ftp
22/tcp closed ssh
MAC Address: 00:0C:29:DB:84:46 (VMware)
Nmap done: 256 IP addresses (5 hosts up) scanned in 4.88 seconds
3）检查目标主机所开启的UDP服务
[root@proxy ~]# nmap -sU 192.168.4.100 //指定-sU扫描UDP
53/udp open domain
111/udp open rpcbind
3）检查192.168.4.0/24网段内哪些主机可以ping通
[root@proxy ~]# nmap -n -sP 192.168.4.0/24
Starting Nmap 5.51 ( ) at -05-17 18:01 CST
Nmap scan report for 192.168.4.1
Host is up.
Nmap scan report for 192.168.4.7
Host is up.
Nmap scan report for 192.168.4.120
Host is up (0.00027s latency).
MAC Address: 00:0C:29:74:BE:21 (VMware)
Nmap scan report for 192.168.4.110
Host is up (0.00016s latency).
MAC Address: 00:50:56:C0:00:01 (VMware)
Nmap scan report for 192.168.4.120
Host is up (0.00046s latency).
MAC Address: 00:0C:29:DB:84:46 (VMware)
Nmap done: 256 IP addresses (5 hosts up) scanned in 3.57 seconds
4）全面分析目标主机192.168.4.100和192.168.4.5的操作系统信息
[root@proxy ~]# nmap -A 192.168.4.100,5
Starting Nmap 5.51 ( ) at -05-17 18:03 CST
Nmap scan report for 192.168.4.100 //主机mail的扫描报告
Host is up (0.0016s latency).
Not shown: 990 closed ports
PORT STATE SERVICE VERSION
21/tcp open ftp vsftpd 2.2.2
| ftp-anon: Anonymous FTP login allowed (FTP code 230)
| -rw-r--r-- 1 0 0 1719 Aug 17 13:33 UserB.pub
| -rw-r--r-- 1 0 0 122 Aug 13 05:27 dl.txt
| drwxr-xr-x 2 14 0 4096 Aug 13 09:07 pub
| -rw-rw-r-- 1 505 505 170 Aug 17 13:18 tools-1.2.3.tar.gz
|_-rw-rw-r-- 1 505 505 287 Aug 17 13:22 tools-1.2.3.tar.gz.sig
22/tcp open ssh OpenSSH 5.3 (protocol 2.0)
| ssh-hostkey: 1024 86:be:d6:89:c1:2d:d9:1f:57:2f:66:d1:af:a8:d3:c6 (DSA)
|_2048 16:0a:15:01:fa:bb:91:1d:cc:ab:68:17:58:f9:49:4f (RSA)
25/tcp open smtp Postfix smtpd
80/tcp open http Apache httpd 2.2.15 ((Red Hat))
|_http-methods: No Allow or Public header in OPTIONS response (status code 302)
| http-title: 302 Found
|_Did not follow redirect to https://192.168.4.100//
110/tcp open pop3 Dovecot pop3d
|_pop3-capabilities: USER CAPA UIDL TOP OK(K) RESP-CODES PIPELINING STLS SASL(PLAIN)
111/tcp open rpcbind
MAC Address: 00:0C:29:74:BE:21 (VMware)
No exact OS matches for host (If you know what OS is running on it, see /submit/ ).
TCP/IP fingerprint:
OS:SCAN(V=5.51%D=8/19%OT=21%CT=1%CU=34804%PV=Y%DS=1%DC=D%G=Y%M=000C29%TM=52
OS:11ED90%P=x86_64-redhat-linux-gnu)SEQ(SP=106%GCD=1%ISR=10B%TI=Z%CI=Z%II=I
OS:%TS=A)OPS(O1=M5B4ST11NW6%O2=M5B4ST11NW6%O3=M5B4NNT11NW6%O4=M5B4ST11NW6%O
OS:5=M5B4ST11NW6%O6=M5B4ST11)WIN(W1=3890%W2=3890%W3=3890%W4=3890%W5=3890%W6
OS:=3890)ECN(R=Y%DF=Y%T=40%W=3908%O=M5B4NNSNW6%CC=Y%Q=)T1(R=Y%DF=Y%T=40%S=O
OS:%A=S+%F=AS%RD=0%Q=)T2(R=N)T3(R=N)T4(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=
OS:0%Q=)T5(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=)T6(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%
OS:S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=)T7(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=)U1(
OS:R=Y%DF=N%T=40%IPL=164%UN=0%RIPL=G%RID=G%RIPCK=G%RUCK=G%RUD=G)IE(R=Y%DFI=
OS:N%T=40%CD=S)
Network Distance: 1 hop
Service Info: Host: ; OS: Unix
TRACEROUTE
HOP RTT ADDRESS
1 1.55 ms 192.168.4.100
步骤二：使用tcpdump分析FTP访问中的明文交换信息
1）启用tcpdump命令行抓包
执行tcpdump命令行，添加适当的过滤条件，只抓取访问主机192.168.4.100的21端口的数据通信 ，并转换为ASCII码格式的易读文本。
这里假设，192.168.4.100主机有vsftpd服务，如果没有需要提前安装并启动服务！！！
[root@proxy ~]# tcpdump -A host 192.168.4.100 and tcp port 21
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
.. .. //进入等待捕获数据包的状态
//监控选项如下：
// -i，指定监控的网络接口
// -A，转换为 ACSII 码，以方便阅读
// -w，将数据包信息保存到指定文件
// -r，从指定文件读取数据包信息
//tcpdump的过滤条件：
// 类型：host、net、port、portrange
// 方向：src、dst
// 协议：tcp、udp、ip、wlan、arp、……
// 多个条件组合：and、or、not
2）执行FTP访问，并观察tcpdump抓包结果
参考前面的测试操作，从192.168.4.5访问主机192.168.4.100的vsftpd服务。然后使用tcpdump抓包，仔细分析FTP连接的建立过程、确认收集到的用户名和口令信息。
[root@proxy ~]# tcpdump -A -w ftp.cap \
> host 192.168.4.100 and tcp port 21 //抓包并保存
[root@proxy ~]# tcpdump -A -r ftp.cap | egrep '(USER|PASS)' //分析数据包
.. ..
E..(..@.@.. ...x...d.*..G.\c.1BbP.............
18:47:25.967592 IP 192.168.4.100.ftp > 192.168.4.5.novation: Flags [P.], seq 1:21, ack 1, win 229, length 20
E..<FJ@.@.jE...d...x...*.1BbG.\cP...V...220 (vsFTPd 2.2.2)
… …
18:47:27.960530 IP 192.168.4.5.novation > 192.168.4.100.ftp: Flags [P.], seq 1:14, ack 21, win 65515, length 13
E..5..@.@......x...d.*..G.\c.1BvP.......USER mickey
… …
18:47:27.960783 IP 192.168.4.100.ftp > 192.168.4.5.novation: Flags [P.], seq 21:55, ack 14, win 229, length 34
E..JFL@.@.j5...d...x...*.1BvG.\pP...i~..331 Please specify the password.
… …
18:47:29.657364 IP 192.168.4.5.novation > 192.168.4.100.ftp: Flags [P.], seq 14:27, ack 55, win 65481, length 13
E..5..@.@......x...d.*..G.\p.1B.P.......PASS pwd123
… …
18:47:29.702671 IP 192.168.4.100.ftp > 192.168.4.5.novation: Flags [P.], seq 55:78, ack 27, win 229, length 23
E..?FN@.@.j>...d...x...*.1B.G.\}P.......230 Login successful.
