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）、DSA（Digital Signature Algorithm，数字签名算法）和ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，椭圆曲线数字签名算法）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、DSA和ECDSA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）利用了非对称密钥算法进行数字签名。SSH的介绍，请参见“安全配置指导”中的“SSH”。

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

本地非对称密钥对分为如下几种：

·     RSA：非FIPS模式下，生成默认名称的本地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；生成非默认名称的本地RSA密钥对时，只生成一个主机密钥对。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。目前，只有SSH1.5中应用了RSA服务器密钥对；FIPS模式下，生成默认名称的本地RSA密钥对时，将只生成1个密钥对——主机密钥对，包括一个公钥和一个私钥。RSA密钥模数的长度为2048比特。

·     DSA：非FIPS模式下，生成本地DSA密钥对时，只生成一个主机密钥对。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；FIPS模式下，DSA密钥模数的长度为2048比特。

·     ECDSA：生成本地ECDSA密钥对时，只生成一个主机密钥对。ECDSA主机密钥的长度为192比特。

生成本地非对称密钥对时，需要注意：

·     生成密钥对时，通过name key-name参数指定的密钥对名称可以与密钥对的默认名称相同，该密钥对与不指定name key-name参数生成的默认名称的密钥对被视为两个不同的密钥对，可以在设备上同时存在这两个密钥对。

·     非默认名称密钥对的密钥类型和名称不能完全相同，否则需要用户确认是否覆盖原有的密钥对。不同类型的密钥，名称可以相同。

·     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。

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。

·     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。

远端主机上的配置方法，请参见“1.4  配置远端主机的公钥”。

表1-3 按照指定格式导出本地非对称密钥对中的主机公钥

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 显示本地非对称密钥对中的公钥信息

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。

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”。

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上生成默认名称的本地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 modulus is (512 ~ 2048).

If the key modulus is greater than 512, it will take a few minutes.

Press CTRL+C to abort.

Input the modulus length [default = 1024]:

Generating Keys...

.................++++++

......................................++++++

.....++++++++

..............++++++++

Create the key pair successfully.

# 显示生成的本地RSA密钥对的公钥信息。

[DeviceA] display public-key local rsa public

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

Key name: hostkey (default)

Key type: RSA

Time when key pair created: 16:48:31 2011/05/12

Key code:

   30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100DA3B90F59237347B

   8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027AC8F04A827B30C2CAF79242E

   45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D288EC54A5D31EFAE4F681257

   6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94EB1F2D561BF66EA27DFD4788

   CB47440AF6BB25ACA50203010001

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

Key name: serverkey (default)

Key type: RSA

Time when key pair created: 16:48:31 2011/05/12

Key code:

   307C300D06092A864886F70D0101010500036B003068026100C9451A80F7F0A9BA1A90C7BC

   1C02522D194A2B19F19A75D9EF02219068BD7FD90FCC2AF3634EEB9FA060478DD0A1A49ACE

   E1362A4371549ECD85BA04DEE4D6BB8BE53B6AED7F1401EE88733CA3C4CED391BAE633028A

   AC41C80A15953FB22AA30203010001

(2)     配置Device B

# 在Device B上配置Device A的主机公钥：在公钥视图输入Device A的主机公钥，即在Device A上通过display public-key local rsa public命令显示的主机公钥hostkey内容。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] public-key peer devicea

Enter public key view. Return to system view with "peer-public-key end" command.

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]30819F300D06092A864886F70D010101050003818D003081890

2818100DA3B90F59237347B

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027A

C8F04A827B30C2CAF79242E

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D2

88EC54A5D31EFAE4F681257

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94E

B1F2D561BF66EA27DFD4788

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]CB47440AF6BB25ACA50203010001

# 从公钥视图退回到系统视图，并保存用户输入的公钥。

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

4. 验证配置

# 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 modulus: 1024

Key code:

   30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100DA3B90F59237347B

   8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027AC8F04A827B30C2CAF79242E

   45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D288EC54A5D31EFAE4F681257

   6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94EB1F2D561BF66EA27DFD4788

   CB47440AF6BB25ACA50203010001

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上生成默认名称的本地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 modulus is (512 ~ 2048).

If the key modulus is greater than 512, it will take a few minutes.

Press CTRL+C to abort.

Input the modulus length [default = 1024]:

Generating Keys...

.................++++++

......................................++++++

.....++++++++

..............++++++++

Create the key pair successfully.

# 显示生成的本地RSA密钥对的公钥信息。

[DeviceA] display public-key local rsa public

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

Key name: hostkey (default)

Key type: RSA

Time when key pair created: 16:48:31 2011/05/12

Key code:

   30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100DA3B90F59237347B

   8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027AC8F04A827B30C2CAF79242E

   45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D288EC54A5D31EFAE4F681257

   6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94EB1F2D561BF66EA27DFD4788

   CB47440AF6BB25ACA50203010001

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

Key name: serverkey (default)

Key type: RSA

Time when key pair created: 16:48:31 2011/05/12

Key code:

   307C300D06092A864886F70D0101010500036B003068026100C9451A80F7F0A9BA1A90C7BC

   1C02522D194A2B19F19A75D9EF02219068BD7FD90FCC2AF3634EEB9FA060478DD0A1A49ACE

   E1362A4371549ECD85BA04DEE4D6BB8BE53B6AED7F1401EE88733CA3C4CED391BAE633028A

   AC41C80A15953FB22AA30203010001

# 将生成的默认名称的RSA主机公钥导出到指定文件devicea.pub中。

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

[DeviceA] quit

(2)     在Device A上启动FTP服务器功能

# 启动FTP服务器功能，创建FTP用户（用户名为ftp，密码为123），并配置FTP用户的用户角色为network-admin。

[DeviceA] ftp server enable

[DeviceA] local-user ftp

[DeviceA-luser-manage-ftp] password simple 123

[DeviceA-luser-manage-ftp] service-type ftp

[DeviceA-luser-manage-ftp] authorization-attribute user-role network-admin

[DeviceA-luser-manage-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

Connected to 10.1.1.1 (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.

Remote system type is UNIX.

Using binary mode to transfer files.

ftp> binary

200 TYPE is now 8-bit binary

ftp> get devicea.pub

227 Entering Passive Mode (10,1,1,1,118,252)

150 Accepted data connection

226 File successfully transferred

301 bytes received in 0.003 seconds (98.0 kbyte/s)

ftp> quit

221-Goodbye. You uploaded 0 and downloaded 1 kbytes.

221 Logout.

(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

4. 验证配置

# 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 modulus: 1024

Key code:

   30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100DA3B90F59237347B

   8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027AC8F04A827B30C2CAF79242E

   45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D288EC54A5D31EFAE4F681257

   6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94EB1F2D561BF66EA27DFD4788

   CB47440AF6BB25ACA50203010001

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。