OpenEuler基础实验

OpenEuler基础实验

20191331 lyx

基于 鲲鹏--OpenEuelr 20.03 64bit--ARM （华为云服务器）

实验环境：鲲鹏--OpenEuelr 20.03 64bit--ARM

使用Xshell连接

PS：Xshell是一款非常好用的远程连接工具，其自带的文件管理系统可以非常直观的进行文件管理，是符合我们平时Windows系统交互逻辑的，可以非常快捷的进行双向文件传输。

基于openEuler的OpenSSL编译安装和编程实践

• 检查openssl版本

当前openEuler系统安装的OpenSSL版本是1.1.1d，现在（2021.04）OpenSSL最新的版本是1.1.1l.

• openEuler中没有变成开发需要的头文件。我们需要自己下载OpenSSL的源码编译安装。

1.首先去OpenSSL官网下载最新版OpenSSL源码。

链接：​​https://www.openssl.org/source/​​

2.新建两个文件夹，分别放置OpenSSL的源码和安装路径。

[root@arm ~]# mkdir lyx-opensslsrc lyx-openssl
[root@arm ~]# cd lyx-openssl
[root@arm lyx-openssl]# pwd
/root/lyx-openssl

3.将源码上传并解压至​​lyx-opensslsrc​​文件夹：

tar -zxvf openssl-1.1.1l.tar.gz -C ./

4.配置编译安装路径(/root/lyx-openssl)，和openEuler系统默认的不同。

cd rocopensslsrc/openssl-1.1.1k
./config --prefix=/root/rocopenssl

5.编译（make时间稍长，耐心等待），测试、安装,其中测试步骤可选：

make
make test
make install

6.查看安装后的版本，确定是最新安装的1.1.1l版：

cd ~/rocopenssl
./bin/openssl version

安装成功：

OpenSSL命令的使用

通过 ​​openssl help​​ 查看帮助文档：

OpenSSL编程

密码算法库的功能非常强大，是OpenSSL的基础，它实现了现代密码学大部分主流的密码算法和标准，主要包括公开密钥（非对称）算法、对称加密算法、信息摘要算法、X509 数字证书标准、PKCS12个人信息交换语法标准、PKCS7 加密消息语法标准、OCSP 在线证书状态查询协议、 CRL 证书吊销列表等标准。同时 OpenSSL 还提供了Engine 机制;利用 Engine 可以将加密卡、加密机这样的外部硬件算法模块无缝集成到 OpenSSL 中。

什么是SSL

• 为了让网络通信更安全，需要认证和加密，认证是说明你是要找的人，加密是为了让截获中间报文第三者无法得到消息内容。
• 为此有人设计了SSL，即套接字上的安全层，简单来说就是在TCP之上做一个安全通信层，HTTP on SSL 即是HTTPs，现在几乎所有的银行网站访问都是基于HTTPS协议的。
• 认证是通过证书+非对称加密算法来解决的

于是便有了OpenSSL

• SSL交互过程还是很复杂的，牵扯到非对称加密和对称加密，以及复杂的交互过程，为此有人写了openssl库，这个库的使用非常广泛，本文就是阐明如何安装和基本使用这个库的。
• 有了这openssl库，就可以直接写和HTTPS的交互的代码了。

OpenSSL功能

openssl可以实现：秘钥证书管理、对称加密和非对称加密 。

openssl: 多用途的命令行工具，包openssl，可以执行交互或批量命令。
libcrypto: 加密算法库，包openssl-libs。
libssl：加密模块应用库，实现了ssl及tls，包nss。

• 作为一个基于密码学的安全开发包，OpenSSL提供的功能相当强大和全面，囊括了主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能以及SSL协议，并提供了丰富的应用程序供测试或其它目的使用。

一个简单测试

#include <stdio.h>
#include <openssl/evp.h>

int main(){

    OpenSSL_add_all_algorithms();

    return 0;
}

编译：

​​gcc -o to test_openssl.c -I /root/lyx-openssl/include -L /root/lyx-openssl/lib -lcrypto -lpthread​​

执行 ​​./to;echo $?​​：

BASE64算法

编写一个BASE64的测试代码 ​​testbase64.c​​：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/x509.h>

//Base64编码
void tEVP_Encode()
{
  EVP_ENCODE_CTX *ctx;
        ctx = EVP_ENCODE_CTX_new(); //EVP编码结构体
  unsigned char in[1024];     //输入数据缓冲区
  int inl;            //输入数据长度
  char out[2048]={0};       //输出数据缓冲区
  int outl;           //输出数据长度
  FILE *infp;           //输入文件句柄
  FILE *outfp;          //输出文件句柄

  infp = fopen("test.dat","rb");//打开待编码的文件
  if(infp == NULL)
  {
    printf("Open File \"Test.dat\"  for Read Err.\n");
    return;
  }

  outfp = fopen("test.txt","w");//打开编码后保存的文件
  if(outfp == NULL)
  {
    printf("Open File \"test.txt\" For Write Err.\n");
    return;
  }
  EVP_EncodeInit(ctx);//Base64编码初始化
  printf("文件\"Test.dat\" Base64编码后为：\n");
  //循环读取原文，并调用EVP_EncodeUpdate计算Base64编码
  while(1)
  {
    inl = fread(in,1,1024,infp);
    if(inl <= 0)
      break;
    EVP_EncodeUpdate(ctx,out,&outl,in,inl);//编码
    fwrite(out,1,outl,outfp);//输出编码结果到文件
    printf("%s",out);
  } 
  EVP_EncodeFinal(ctx,out,&outl);//完成编码，输出最后的数据。
  fwrite(out,1,outl,outfp);
  printf("%s",out);
  fclose(infp);
  fclose(outfp);  
  printf("对文件\"Test.dat\" Base64编码完成，保存到\"test.txt\"文件.\n\n\n");
}

//Base64解码
void tEVP_Decode()
{
  EVP_ENCODE_CTX *ctx;
        ctx = EVP_ENCODE_CTX_new();     //EVP编码结构体
  char in[1024];          //输入数据缓冲区
  int inl;            //输入数据长度
  unsigned char out[1024];    //输出数据缓冲区
  int outl;           //输出数据长度
  FILE *infp;           //输入文件句柄
  FILE *outfp;          //输出文件句柄

  infp = fopen("test.txt","r");//打开待解码的文件
  if(infp == NULL)
  {
    printf("Open File \"Test.txt\"  for Read Err.\n");
    return;
  }
  outfp = fopen("test-1.dat","wb");//打开解码后保存的文件
  if(outfp == NULL)
  {
    printf("Open File \"test-1.txt\" For Write Err.\n");
    return;
  }
  EVP_DecodeInit(ctx);//Base64解码初始化
  printf("开始对文件\"Test.txt\" Base64解码...\n\n");
  //循环读取原文，并调用EVP_DecodeUpdate进行Base64解码
  while(1)
  {
    inl = fread(in,1,1024,infp);
    if(inl <= 0)
      break;
    EVP_DecodeUpdate(ctx,out,&outl,in,inl);//Base64解码
    fwrite(out,1,outl,outfp);//输出到文件
  } 
  EVP_DecodeFinal(ctx,out,&outl);//完成解码，输出最后的数据。
  fwrite(out,1,outl,outfp);
  fclose(infp);
  fclose(outfp);  
  printf("对文件\"Test.txt\" Base64解码完成，保存为\"test-1.dat\"\n\n\n");

}

int main()
{

  tEVP_Encode();
  tEVP_Decode();

  return 0;
}

通过​​gcc -o testbase64 testbase64.c -I /root/lyx-openssl/include -L /root/lyx-openssl/lib -lcrypto -lpthread -finput-charset=GBK -fexec-charset=UTF-8​​编译：

出现错误：

原因是缺少中文字体库

安装必要的字体库：

​​yum groupinstall -y fonts​​

再次编译，成功：

执行 ​​./testbase64​​ ：

test.dat 是一个二进制文件 内容为：​​20191331 lyx hello BASE64​​

汇编语言练习

3.2汇编语言练习——查找最大数

• 1．实验目的

通过本实验了解和熟悉 ARM64 汇编语言。

• 2．实验要求

• 使用 ARM64 汇编语言来实现如下功能：在给定的一组数中查找最大数。
• 程序可使用GCC（Aarch64 版本）工具来编译，并且可在树莓派 Linux 系统或者 QEMU + ARM64 实验平台上运行。

.section .data
.align 3
my_data:
        .quad 1
        .quad 2
        .quad 5
        .quad 8
        .quad 10
        .quad 12

my_data_count:
        .quad 6

.align 3    
print_data:
        .string "big data: %d\n"

.section .text
.globl main
main:
        stp x29, x30, [sp, -16]!

        ldr x0, =my_data
        ldr x1, my_data_count

        add x4, x0, #40

        mov x3, xzr
1:
        ldr x2, [x0], #8
        cmp x2, x3
        csel x3, x2, x3, hi

        cmp x0, x4
        b.ls 1b

        ldr x0, =print_data
        mov x1, x3

        bl printf

        ldp x29, x30, [sp], 16
        ret

编译运行：

编译时犯了个错：忘记汇编代码后缀为 ​​.s​​

调试：

3.3汇编语言练习——通过 C 语言调用汇编函数

• 1．实验目的

通过本实验了解和熟悉 C 语言中如何调用汇编函数。

• 2．实验要求

• 使用 ARM64 汇编语言来实现如下功能：在给定的一组数中查找最大数。
• 程序可使用GCC（Aarch64 版本）工具来编译，并且可在树莓派 Linux 系统或者 QEMU + ARM64 实验平台上运行。

*****************compare.S******************
.section .text
.globl compare_data
compare_data:
cmp x0, x1
csel x0, x0, x1, hi
ret

*******************main.c********************
#include <stdio.h>
extern int compare_data(int a, int b);
int main()
{ 
int val;
val = compare_data(5, 6);
printf("big data: %d\n", val);
}

编译运行：

3.4汇编语言练习——通过汇编语言调用 C 函数

• 1．实验目的

通过本实验了解和熟悉 C 语言中如何调用汇编函数。

• 2．实验要求

• 使用 ARM64 汇编语言来实现如下功能：在给定的一组数中查找最大数。
• 程序可使用GCC（Aarch64 版本）工具来编译，并且可在树莓派 Linux 系统或者 QEMU + ARM64 实验平台上运行。

*************compare.c************
int compare_data(int a, int b)
{ 
return (a >= b) ? a : b;
} 

***************main.s**************
.section .data
.align 3
print_data:
.string "big data: %d\n"
.section .text
.globl main
main:
stp x29, x30, [sp, -16]!
mov x0, #6
mov x1, #5
bl compare_data
mov x1, x0
ldr x0, =print_data
bl printf
ldp x29, x30, [sp], 16
ret

编译运行：

3.5汇编语言练习——GCC 内联汇编

#include <stdio.h>
static int compare_data(int a, int b)
{ 
  int val;
  asm volatile (
   "cmp %1, %2\n"
   "csel %0, %1, %2, hi\n"
   : "+r" (val)
   : "r" (a), "r" (b)
   : "memory");
return val;
} 
int main()
{ 
  int val;
  val = compare_data(5, 6);
  printf("big data: %d\n", val);
  val = compare_data(6, 4);
  printf("big data: %d\n", val);
} 

编译运行：

​