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 配置主密钥功能

1.4.1 设置主密钥

1.4.2 清除主密钥

1.5 配置远端主机的公钥

1.6 公钥管理显示和维护

1.7 公钥管理典型配置举例

1.7.1 手工配置远端主机的公钥

1.7.2 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）、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
配置主密钥功能			1.4
配置远端主机的公钥			1.5  1.5

 

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

创建密钥对时，设备会提示用户输入密钥模数的长度。密钥模数越长，安全性越好，但是生成密钥的时间越长。关于密钥模数长度的配置限制和注意事项请参见表1-2。

生成密钥对时，如果不指定密钥对名称，系统会以缺省名称命名密钥对，并把该密钥对标记为默认（default）。

用户可以使用缺省的密钥对名称创建其他密钥对，但系统不会把该密钥对标记为默认（default）。

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。不同类型的密钥对，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 不同类型密钥对对比

密钥对类型	生成的密钥对	密钥模数长度/密钥长度
RSA	·     非FIPS模式下： ¡ 不指定密钥对名称时，将同时生成两个密钥对服务器密钥对和主机密钥对 ¡ 指定密钥对名称时，只生成一个主机密钥对 ·     FIPS模式下：只生成一个主机密钥对，包括一个公钥和一个私钥 说明： 目前，只有SSH1.5中应用了RSA服务器密钥对	·     非FIPS模式下：密钥模数长度取值范围为512～4096比特，缺省值为1024比特，建议密钥模数的长度大于或等于768比特 ·     FIPS模式下：密钥模数长度取值范围为2048～4096比特，取值为256的倍数，缺省值为2048比特
DSA	只生成一个主机密钥对	·     非FIPS模式下：密钥模数长度取值范围为512～2048比特，缺省值为1024比特，建议密钥模数的长度大于或等于768比特 ·     FIPS模式下：不支持
ECDSA	只生成一个主机密钥对	·     非FIPS模式下：密钥长度取值为192、256、384或521比特 ·     FIPS模式下：密钥长度取值为256、384或521比特

 

表1-3 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	非FIPS模式下： public-key local create { dsa | ecdsa [ secp192r1 | secp256r1 | secp384r1 | secp521r1 ] | rsa } [ name key-name ] FIPS模式下： public-key local create { dsa | ecdsa [ secp256r1 | secp384r1 | secp521r1 ] | rsa } [ name key-name ]	缺省情况下，不存在任何本地非对称密钥对

 

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1-4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1-10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1-10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1-6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1-11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“1.5  配置远端主机的公钥”。

表1-4 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	非FIPS模式下： public-key local export rsa [ name key-name ] { openssh | ssh1 | ssh2 } filename FIPS模式下： public-key local export rsa [ name key-name ] { openssh | ssh2 } filename	至少选其一
按照指定格式将本地ECDSA主机公钥导出到指定文件	public-key local export ecdsa [ name key-name ] { openssh | ssh2 } [ filename ]
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 [ name key-name ] { openssh | ssh2 } filename 本命令仅在非FIPS模式下支持。

 

表1-5 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	非FIPS模式下： public-key local export rsa [ name key-name ] { openssh | ssh1 | ssh2 } FIPS模式下： public-key local export rsa [ name key-name ] { openssh | ssh2 }	至少选其一
按照指定格式显示本地ECDSA主机公钥	public-key local export ecdsa [ name key-name ] { openssh | ssh2 }
按照指定格式显示本地DSA主机公钥	public-key local export dsa [ name key-name ] { openssh | ssh2 }

 

表1-6 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 [ name key-name ]	至少选其一 可以在任意视图下执行这两条命令 若执行display public-key local rsa public命令时，同时显示了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
显示本地ECDSA密钥对中的公钥信息	display public-key local ecdsa public [ name key-name ]
显示本地DSA密钥对中的公钥信息	display public-key local dsa public [ name key-name ]

 

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。

·     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1-7 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	非FIPS模式： public-key local destroy { dsa | ecdsa | rsa } [ name key-name ] FIPS模式： public-key local destroy { ecdsa | rsa } [ name key-name ]	-

 

1.4  配置主密钥功能

1.4.1  设置主密钥

缺省情况下，设备上为各业务模块配置的密钥字符串将通过设备缺省的主密钥进行加密后存储。此时，将一台设备上的配置文件导出后，在另一台设备上加载，通过统一固定的对称密钥可以解密出配置的密钥字符串，使得密钥可以在设备间互相拷贝，存在安全隐患。

为了提升数据的安全性和可靠性，可在设备上配置本功能修改主密钥。在设备上配置本功能后，命令行界面上将出现交互式信息：

(1)     根据用户登录设备的认证方式分为如下两种：

¡     若用户登录设备的认证方式为password或者scheme，界面上将提示用户输入用户密码，验证用户身份，身份验证成功后，进入步骤(2)。

¡     若用户登录设备的认证方式为none，则直接进入步骤(2)。

有关用户登录设备认证方式的详细介绍，请参见“基础配置指导”中的“登录设备”。

(2)     界面上将提示用户选择随机方式或者手动方式设置主密钥：

¡     若用户选择随机方式设置主密钥，则设备将随机自动设置主密钥。

¡     若用户选择手动方式设置主密钥，请手动输入事先准备的主密钥后，再确认输入一遍。

主密钥存储在非易失存储介质中，设备下电或重启均不会改变已配置的主密钥。用户仅可通过display master-key type命令查看系统当前主密钥的生成方式，且无法通过任何手段获取主密钥，该机制能够达到防止设备间密钥互相拷贝的目的。

当主密钥存储空间不足时，设备将提示用户确认是否删除当前存储空间中记录的最早的主密钥。

当用户登录设备的认证方式为password或者scheme时，若登录设备身份认证失败超过三次，则会强制用户重新登录上线，无法继续执行下发主密钥相关操作。

若选择手动输入方式设置主密钥，请在配置本命令前，准备好即将设置的主密钥。

表1-8 设置主密钥

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
设置主密钥	set master-key	-

 

1.4.2  清除主密钥

在如下两种场景下，可以使用本命令对主密钥进行清除：

·     当用户不需要使用主密钥功能。

·     当主密钥存储空间不足，用户需要清除当前存储空间中记录的最早的主密钥。

根据设备缺省主密钥生成方式的不同，清除主密钥分为如下两种方式：

·     设备缺省主密钥生成方式为缺省值方式，配置本功能后将会清除设备上所有已配置的主密钥，将主密钥恢复为出厂缺省值。

·     设备缺省主密钥生成方式为随机方式，配置本功能后将会清除设备上配置的所有历史主密钥，只保留当前最新配置的主密钥。

表1-9 清除主密钥

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
清除主密钥	clear master-key	-

 

1.5  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、ECDSA、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1-10 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	缺省情况下，不存在远端主机公钥

 

表1-11 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	缺省情况下，不存在远端主机公钥
配置远端主机的公钥	逐个字符输入或拷贝粘贴公钥内容	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
退回系统视图	peer-public-key end	退出公钥视图时，系统自动保存配置的主机公钥

 

1.6  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1-12 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	非FIPS模式： display public-key local { dsa | ecdsa | rsa } public [ name key-name ] FIPS模式： display public-key local { ecdsa | rsa } public [ name key-name ]
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 ]
显示设备当前主密钥的生成方式	display master-key type

 

1.7  公钥管理典型配置举例

1.7.1  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 A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 ~ 4096).

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]30819F300D06092A864886F70D010101050003818D0030818902818100DA3B90F59237347B

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]8D41B58F8143512880139EC9111BFD31EB84B6B7C7A1470027AC8F04A827B30C2CAF79242E

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]45FDFF51A9C7E917DB818D54CB7AEF538AB261557524A7441D288EC54A5D31EFAE4F681257

[DeviceB-pkey-public-key-devicea]6D7796490AF87A8C78F4A7E31F0793D8BA06FB95D54EBB9F94EB1F2D561BF66EA27DFD4788

[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。

1.7.2  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 A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 ~ 4096).

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

(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，并设置密码），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 123456TESTplat&!

[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

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   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。