GPG加密解密与实际应用

主要内容：GPG加密解密的基本操作与少量应用。

• 简介
• 安装
• 生成密钥操作过程
• 对密钥的一些操作
  • 查看密钥
  • 导出密钥
  • 导入密钥
  • 注销密钥
  • 删除密钥
  • 编辑密钥
    • 签名
    • 修改密码
    • 等……
• 加密文件
• 解密文件
• 一些参考

简介

GPG——GnuPG，是一种非对称密钥加密工具软件，主要用于加密解密，进行数字签名等。GPG可以生成用于加密解密、进行数字签名、数据指纹的非对称密钥。

安装

目前UBUNTU默认已经安装了GPG，编译安装可参考中文版Howto中的安装一节。注意国际版和美国版的区别。

生成密钥操作过程

生成密钥的命令是gpg –gen-key，下面是一个gpg –gen-key执行的过程，会夹杂说明文字，并跳过一部分不重要的提示信息，来说明密钥生成的过程：

gpg --gen-key
……
请选择您要使用的密钥种类：
   (1) RSA and RSA (default)
   (2) DSA and Elgamal
   (3) DSA (仅用于签名)
   (4) RSA (仅用于签名)
您的选择？ 

可以选择不同的加密算法，以及用途。以前默认使用的是DSA算法，目前变成了RSA。这次选择默认。

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) 

密钥长度/尺寸越长，越不易破解，但也需要更多的处理过程，因而可能处理的更慢。此处默认值是2048。此值已经与HOWTO中不太一样了，更长了，DSA密钥的长度范围也变成了1024-3072之间。这是个“泄露年龄的问题”。

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
……

密钥有效期，不用解释。

您需要一个用户标识来辨识您的密钥；本软件会用真实姓名、注释和电子邮件地址组合
成用户标识，如下所示：
    “Heinrich Heine (Der Dichter) <[e-mail]>”

真实姓名： xxx
电子邮件地址： [e-mail]

这个标识会作为以后维护密钥的标志，如查询，导入导出，销毁等操作，将以此为UID进行检索确认对只个密钥进行操作。

您需要一个密码来保护您的私钥。

输入一个密码，这样在使用密钥时，会要求输入密码，正确后才能使用密钥，这是第二重保护。 可以不输入密码，以用于一些特殊用途，不过一般情况下，还是有它比较好，只是必须记好，别忘了。

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。

随机字节不够多。请再做一些其他的琐事，以使操作系统能搜集到更多的熵！
(还需要177字节)
....+++++

随机字节不够多。请再做一些其他的琐事，以使操作系统能搜集到更多的熵！
(还需要155字节)
....................+++++

这时系统开始生成密钥，这期间需要有足够的操作以在内存中生成随机数。所以，去干点别的，直到密钥生成完毕，但不要离开喝茶。

gpg: 密钥 375B9788 被标记为绝对信任
公钥和私钥已经生成并经签名。
……
sub   4096R/107FE36C 2014-12-13

至此密钥生成完成。

对密钥的一些操作

查看密钥

$ gpg --list-keys
/home/pangyi/.gnupg/pubring.gpg
-------------------------------
pub   4096R/375B9788 2014-12-13
uid                  xxx (xxxxx) <[e-mail]>
sub   4096R/107FE36C 2014-12-13

pub   3072D/9D4F5F01 2014-12-14
uid                  uidfile (xxx) <[e-mail]>
sub   3072g/6D72E230 2014-12-14

可以看到密钥的UID。

查看密钥签名信息使用gpg –list-sigs，查看密钥指纹信息使用gpg –fingerprint

查看私钥信息：

gpg --list-secret-keys
/home/pangyi/.gnupg/secring.gpg
-------------------------------
sec   4096R/375B9788 2014-12-13
uid                  xxx (xxxxx) <[e-mail]>
ssb   4096R/107FE36C 2014-12-13

sec   3072D/9D4F5F01 2014-12-14
uid                  uidfile (xxx) <[e-mail]>
ssb   3072g/6D72E230 2014-12-14

导出密钥

gpg –export 用于导出密钥公钥。当有多个密钥时，需要指定UID或sec处的标识，输入的UID不必完整，能唯一标识就能输出密钥。但用UID有可能会同时输出多个密钥来，不如使用sec好。

密钥会输出到标准输出，可以重定向到文件保存。

导入密钥

未测试，使用gpg –import [Filename]导入公钥，如果不指定文件则从标准输入导入。

注销密钥

未测试，使用gpg –gen-revoke注销，需要用到密钥密码

删除密钥

未测试，gpg –delete-key

编辑密钥

gpg –edit-key是编辑密钥的指令，它能：

签名

没有导入的密钥，无法测试，本地生成的已经签过：gpg –edit-key UID sign

修改密码

未测试，gpg –edit-key UID passwd

等……

加密文件

加密一个文件，使用“gpg -e -r UID 文件名”来完成。加密后会生成一个原文件名.gpg的文件。

解密文件

解密文件的操作如下：

$ gpg -d -r uidfile test.gpg
gpg: 由 3072 位的 ELG-E 密钥加密，钥匙号为 6D72E230、生成于 2014-12-14
      “uidfile (xxx) <[e-mail]>”
test

除前两行显示外的内容是GPG显示到标准输出的内容。它是解密后文件的内容。可以将它重定向生成文件获取解密的文件。可以看到，加密前文件的内容是test。

不知道是不是因为输出内容中有到非标准输出的内容，虽然进程的返回结果是0，但在expect这类脚本语言中会出现报错，无法正常执行。

如果密钥生成时设置了密码，在解密时会提示输入，如果输入不正解是无法解密的。

在UBUNTU环境中，如果输入过一次密码，那么之后都不用再输入，直到系统重新启动

源码：获取