Installation von Kryptografie-Tools und Einrichtung der Umgebung

Einführung

In diesem Lab richten Sie eine grundlegende Umgebung für die kryptografische Entwicklung auf einem Ubuntu 22.04 System ein. Eine angemessene Umgebung ist sowohl für das Erlernen als auch für die sichere Implementierung kryptografischer Prinzipien von entscheidender Bedeutung. Wir werden zwei Schlüsselkomponenten installieren: OpenSSL, ein robustes und vielseitiges Befehlszeilen-Toolkit für allgemeine Kryptografie und sichere Kommunikation, sowie die Python-Bibliothek cryptography, die High-Level-Rezepte und Low-Level-Schnittstellen zu gängigen kryptografischen Algorithmen bereitstellt.

Am Ende dieses Labs werden Sie über eine funktionierende Umgebung verfügen, die bereit ist, Verschlüsselung, Hashing, digitale Signaturen und andere kryptografische Operationen zu erkunden.

Paketlisten aktualisieren

In diesem Schritt aktualisieren wir die Paketliste auf unserem Ubuntu-System. Bevor neue Software installiert wird, ist es eine bewährte Methode, den lokalen Paketindex mit den zentralen Repositories zu synchronisieren. Der Befehl apt update lädt die Paketinformationen aus allen konfigurierten Quellen herunter und stellt sicher, dass wir die neuesten verfügbaren Softwareversionen installieren können.

Beachten Sie, dass dieser Befehl keine installierten Pakete aktualisiert, sondern nur die Liste der verfügbaren Pakete auffrischt.

Führen Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal aus, um die Paketliste zu aktualisieren. Da dieser Vorgang systemweite Paketinformationen ändert, müssen wir sudo verwenden.

sudo apt update

Sie sehen eine Ausgabe, die anzeigt, wie die Paketlisten von den Ubuntu-Repositories abgerufen werden. Die Ausgabe kann leicht variieren, sieht aber im Allgemeinen wie folgt aus:

Hit:1 http://archive.ubuntu.com/ubuntu jammy InRelease
Get:2 http://archive.ubuntu.com/ubuntu jammy-updates InRelease [119 kB]
Get:3 http://security.ubuntu.com/ubuntu jammy-security InRelease [119 kB]
...
Fetched 3,334 kB in 2s (1,950 kB/s)
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
All packages are up to date.

OpenSSL installieren

In diesem Schritt installieren Sie OpenSSL. OpenSSL ist ein leistungsstarkes und weit verbreitetes Open-Source-Toolkit für die Protokolle Transport Layer Security (TLS) und Secure Sockets Layer (SSL). Es dient auch als allgemeine Kryptografiebibliothek und bietet eine reichhaltige Sammlung von Befehlszeilenwerkzeugen zur Generierung von Schlüsseln, Erstellung von Zertifikaten, Verschlüsselung/Entschlüsselung von Dateien und mehr.

Wir verwenden den Befehl apt install, um das Paket openssl zu installieren. Wir fügen auch das Flag -y hinzu, das die Installation automatisch bestätigt und verhindert, dass der Befehl anhält, um Ihre Bestätigung anzufordern.

Führen Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal aus:

sudo apt install -y openssl

Nach Abschluss des Befehls sehen Sie eine Ausgabe, die den Installationsprozess detailliert beschreibt, einschließlich der installierten und konfigurierten Pakete.

Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
openssl is already the newest version (3.0.2-0ubuntu1.15).
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.

Ihr System zeigt möglicherweise an, dass openssl bereits installiert ist, was bei vielen Basis-Images üblich ist. Die Ausführung des Befehls stellt sicher, dass es vorhanden ist.

Python und pip installieren

In diesem Schritt stellen wir sicher, dass Python und sein Paketinstallationsprogramm (pip) installiert sind. Python ist aufgrund seiner Lesbarkeit und des umfangreichen Ökosystems an Drittanbieterbibliotheken eine äußerst beliebte Sprache für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Cybersicherheit und Kryptografie. pip ist das Standardwerkzeug zur Installation und Verwaltung dieser Python-Pakete.

Obwohl die LabEx-Umgebung mit vorinstalliertem Python geliefert wird, stellt die Ausführung dieses Befehls sicher, dass sowohl python3 als auch python3-pip korrekt installiert und vom Paketmanager des Systems verwaltet werden.

Führen Sie den folgenden Befehl aus, um beide Pakete zu installieren. Auch hier verwenden wir -y, um ohne interaktive Eingabeaufforderungen fortzufahren.

sudo apt install -y python3 python3-pip

Die Ausgabe bestätigt, dass die Pakete installiert werden oder bereits in ihrer neuesten Version vorliegen.

Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
python3 is already the newest version (3.10.6-1~22.04).
python3-pip is already the newest version (22.0.2+dfsg-1ubuntu0.4).
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.

Kryptographie-Paket installieren

In diesem Schritt installieren Sie das cryptography-Paket für Python. Dies ist eine moderne High-Level-Bibliothek, die eine einfache und sichere Möglichkeit zur Verwendung kryptografischer Algorithmen bietet. Sie wird oft als „Kryptografie für Menschen“ bezeichnet, da sie viele der komplexen und fehleranfälligen Details von kryptografischen Low-Level-APIs abstrahiert. Sie wird aktiv entwickelt und für die meisten Python-Anwendungen empfohlen, die Kryptografie benötigen.

Wir verwenden pip, den Python-Paketinstallierer, den wir gerade überprüft haben, um die cryptography-Bibliothek aus dem Python Package Index (PyPI) herunterzuladen und zu installieren.

Führen Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal aus:

pip install -U cryptography

Sie sehen eine Ausgabe von pip, während es das Paket und seine Abhängigkeiten herunterlädt und installiert. Das Flag -U wird verwendet, um das Paket auf die neueste Version zu aktualisieren.

Successfully installed cffi-2.0.0 cryptography-46.0.3 typing-extensions-4.15.0

Installation überprüfen

In diesem letzten Schritt überprüfen wir, ob alle installierten Werkzeuge korrekt funktionieren. Dies ist eine wichtige Kontrolle, um sicherzustellen, dass unsere Umgebung ordnungsgemäß konfiguriert ist, bevor wir sie für die Entwicklung nutzen.

Zuerst überprüfen wir das openssl-Kommandozeilenwerkzeug. Die Ausführung mit dem Argument version gibt dessen Versionsinformationen aus und bestätigt, dass das System es finden und ausführen kann.

openssl version

Die Ausgabe sollte die installierte Version von OpenSSL anzeigen.

OpenSSL 3.0.2 15 Mar 2022 (Library: OpenSSL 3.0.2 15 Mar 2022)

Als Nächstes überprüfen wir, ob die Python-Bibliothek cryptography korrekt installiert ist und vom Python-Interpreter importiert werden kann. Dies können wir mit einem einfachen Einzeilenbefehl unter Verwendung des Flags -c tun, das eine Zeichenkette von Code ausführt.

python -c "import cryptography"

Wenn dieser Befehl ohne Ausgabe ausgeführt wird, bedeutet dies, dass der Import erfolgreich war. Bei Installationsproblemen hätte Python eine ImportError-Traceback ausgegeben. Keine Ausgabe ist in diesem Fall ein Zeichen für Erfolg.

Nachdem diese beiden Prüfungen bestanden wurden, ist Ihre Kryptografie-Entwicklungsumgebung einsatzbereit.

Zusammenfassung

Herzlichen Glückwunsch zum Abschluss dieses Labs! Sie haben erfolgreich eine grundlegende, aber leistungsstarke Umgebung für die kryptografische Entwicklung unter Ubuntu eingerichtet.

In diesem Lab haben Sie gelernt, wie Sie:

• Die Paketlisten Ihres Systems mit apt update aktualisieren.
• Das essentielle openssl Kommandozeilen-Toolkit installieren.
• python3 und seinen Paketmanager pip installieren.
• pip verwenden, um die High-Level cryptography Python-Bibliothek zu installieren.
• Überprüfen, ob alle Komponenten installiert und zugänglich sind.

Diese Umgebung bietet die Grundlage, die Sie benötigen, um mit der Erforschung und Implementierung verschiedener kryptografischer Konzepte zu beginnen, von einfachem Hashing und Verschlüsselung mit OpenSSL bis hin zur Entwicklung komplexer sicherer Anwendungen in Python.