目  录

1 公钥管理

1.1 简介

1.2 公钥管理配置任务简介

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

1.3.2 显示或导出本地非对称密钥对中的主机公钥

1.3.3 销毁本地非对称密钥对

1.4 配置远端主机的公钥

1.5 公钥管理显示和维护

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

1.6.2 从公钥文件中导入远端主机的公钥

1 公钥管理

1.1  简介

如图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。

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。

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）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

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。

·     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。

表1-2 生成本地非对称密钥对

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：

·     如表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。

·     如表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。

·     如表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。

表1-3 显示本地非对称密钥对中的公钥信息

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

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

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。

表1-6 销毁本地非对称密钥对

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。

表1-7 从公钥文件中导入远端主机的公钥

表1-8 手工配置远端主机的公钥

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

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

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

本例中要求：

·     Device B采用的非对称密钥算法为RSA算法。

·     采用手工配置方式在Device B上配置Device 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Device A

# 在Device 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。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] 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。

[DeviceA] display public-key local rsa public

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

Time of Key pair created: 09:50:06  2011/12/12

Key name: HOST_KEY

Key type: RSA Encryption Key

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

Key code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

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

Time of Key pair created: 09:50:07  2011/12/12

Key name: SERVER_KEY

Key type: RSA Encryption Key

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

Key code:

307C300D06092A864886F70D0101010500036B003068026100999089E7AEE9802002D9EB2D0433B87BB6158E35000AFB3FF310E42F109829D65BF70F7712507BE1A3E0BC5C2C03FAAF00DFDDC63D004B4490DACBA3CFA9E84B9151BDC7EECE1C8770D961557D192DE2B36CAF9974B7B293363BB372771C2C1F0203010001

(2)     配置Device B

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

<DeviceB> system-view

[DeviceB] public-key peer devicea

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

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

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

[DeviceB-pkey-key-code]30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

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

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

# 显示Device B上保存的Device A的主机公钥信息。

[DeviceB] display public-key peer name devicea

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

  Key Name  : devicea

  Key Type  : RSA

  Key Module: 1024

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

Key Code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

通过对比可以看出，Device B上保存的Device A的主机公钥信息与Device 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

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

本例中要求：

·     Device 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Device B上配置Device 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Device A上生成密钥对，并导出公钥

# 在Device 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。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] 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。

[DeviceA] display public-key local rsa public

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

Time of Key pair created: 09:50:06  2011/12/12

Key name: HOST_KEY

Key type: RSA Encryption Key

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

Key code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

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

Time of Key pair created: 09:50:07  2011/12/12

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devicea.pub中。

[DeviceA] public-key local export rsa ssh2 devicea.pub

(2)     在Device 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）。

[DeviceA] ftp server enable

[DeviceA] local-user ftp

[DeviceA-luser-ftp] password simple 123

[DeviceA-luser-ftp] service-type ftp

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

[DeviceA-luser-ftp] quit

(3)     Device B获取Device A的公钥文件

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

<DeviceB> 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 devicea.pub

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

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

226 Transfer complete.

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

[ftp] quit

221 Server closing.

(4)     Device B从公钥文件中导入公钥

# Device B从公钥文件中导入Device A的主机公钥。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] public-key peer devicea import sshkey devicea.pub

# 显示Device B上保存的Device A的主机公钥信息。

[DeviceB] display public-key peer name devicea

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

  Key Name  : devicea

  Key Type  : RSA

  Key Module: 1024

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

Key Code:

30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100D90003FA95F5A44A2A2CD3F814F9854C4421B57CAC64CFFE4782A87B0360B600497D87162D1F398E6E5E51E5E353B3A9AB16C9E766BD995C669A784AD597D0FB3AA9F7202C507072B19C3C50A0D7AD3994E14ABC62DB125035EA326470034DC078B2BAA3BC3BCA80AAB5EE01986BD1EF64B42F17CCAE4A77F1EF999B2BF9C4A10203010001

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