Linux网络编程一步一步学-加密通讯协议SSL研究

服务器端源代码如下：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> #include <arpa/inet.h> #include <openssl/ssl.h> #include <openssl/err.h> #define MAXBUF 1024 /************关于本文档******************************************** *filename: ssl-server.c *purpose: 演示利用 OpenSSL 库进行基于 IP层的 SSL 加密通讯的方法，这是服务器端例子 *wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立发(http://zhoulifa.bokee.com) Linux爱好者 Linux知识传播者 SOHO族 开发者 最擅长C语言 *date time:2007-02-02 19:40 *Note: 任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途 * 但请遵循GPL *Thanks to:Google *Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力 * 科技站在巨人的肩膀上进步更快！感谢有开源前辈的贡献！ *********************************************************************/ int main(int argc, char **argv) { int sockfd, new_fd; socklen_t len; struct sockaddr_in my_addr, their_addr; unsigned int myport, lisnum; char buf[MAXBUF + 1]; SSL_CTX *ctx; if (argv[1]) myport = atoi(argv[1]); else myport = 7838; if (argv[2]) lisnum = atoi(argv[2]); else lisnum = 2; /* SSL 库初始化 */ SSL_library_init(); /* 载入所有 SSL 算法 */ OpenSSL_add_all_algorithms(); /* 载入所有 SSL 错误消息 */ SSL_load_error_strings(); /* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX ，即 SSL Content Text */ ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method()); /* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */ if (ctx == NULL) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 载入用户的数字证书， 此证书用来发送给客户端。 证书里包含有公钥 */ if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 载入用户私钥 */ if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[5], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 检查用户私钥是否正确 */ if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 开启一个 socket 监听 */ if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(1); } else printf("socket created/n"); bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); my_addr.sin_family = PF_INET; my_addr.sin_port = htons(myport); if (argv[3]) my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]); else my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { perror("bind"); exit(1); } else printf("binded/n"); if (listen(sockfd, lisnum) == -1) { perror("listen"); exit(1); } else printf("begin listen/n"); while (1) { SSL *ssl; len = sizeof(struct sockaddr); /* 等待客户端连上来 */ if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr, &len)) == -1) { perror("accept"); exit(errno); } else printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d/n", inet_ntoa(their_addr.sin_addr), ntohs(their_addr.sin_port), new_fd); /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */ ssl = SSL_new(ctx); /* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */ SSL_set_fd(ssl, new_fd); /* 建立 SSL 连接 */ if (SSL_accept(ssl) == -1) { perror("accept"); close(new_fd); break; } /* 开始处理每个新连接上的数据收发 */ bzero(buf, MAXBUF + 1); strcpy(buf, "server->client"); /* 发消息给客户端 */ len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf)); if (len <= 0) { printf ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n", buf, errno, strerror(errno)); goto finish; } else printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！/n", buf, len); bzero(buf, MAXBUF + 1); /* 接收客户端的消息 */ len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF); if (len > 0) printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据/n", buf, len); else printf ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n", errno, strerror(errno)); /* 处理每个新连接上的数据收发结束 */ finish: /* 关闭 SSL 连接 */ SSL_shutdown(ssl); /* 释放 SSL */ SSL_free(ssl); /* 关闭 socket */ close(new_fd); } /* 关闭监听的 socket */ close(sockfd); /* 释放 CTX */ SSL_CTX_free(ctx); return 0; }

客户端源代码如下：

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <resolv.h> #include <stdlib.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <openssl/ssl.h> #include <openssl/err.h> #define MAXBUF 1024 void ShowCerts(SSL * ssl) { X509 *cert; char *line; cert = SSL_get_peer_certificate(ssl); if (cert != NULL) { printf("数字证书信息:/n"); line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0); printf("证书: %s/n", line); free(line); line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0); printf("颁发者: %s/n", line); free(line); X509_free(cert); } else printf("无证书信息！/n"); } /************关于本文档******************************************** *filename: ssl-client.c *purpose: 演示利用 OpenSSL 库进行基于 IP层的 SSL 加密通讯的方法，这是客户端例子 *wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立发(http://zhoulifa.bokee.com) Linux爱好者 Linux知识传播者 SOHO族 开发者 最擅长C语言 *date time:2007-02-02 20:10 *Note: 任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途 * 但请遵循GPL *Thanks to:Google *Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力 * 科技站在巨人的肩膀上进步更快！感谢有开源前辈的贡献！ *********************************************************************/ int main(int argc, char **argv) { int sockfd, len; struct sockaddr_in dest; char buffer[MAXBUF + 1]; SSL_CTX *ctx; SSL *ssl; if (argc != 3) { printf ("参数格式错误！正确用法如下：/n/t/t%s IP地址 端口/n/t比如:/t%s 127.0.0.1 80/n此程序用来从某个 IP 地址的服务器某个端口接收最多 MAXBUF 个字节的消息", argv[0], argv[0]); exit(0); } /* SSL 库初始化，参看 ssl-server.c 代码 */ SSL_library_init(); OpenSSL_add_all_algorithms(); SSL_load_error_strings(); ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method()); if (ctx == NULL) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */ if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { perror("Socket"); exit(errno); } printf("socket created/n"); /* 初始化服务器端（对方）的地址和端口信息 */ bzero(&dest, sizeof(dest)); dest.sin_family = AF_INET; dest.sin_port = htons(atoi(argv[2])); if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) { perror(argv[1]); exit(errno); } printf("address created/n"); /* 连接服务器 */ if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) { perror("Connect "); exit(errno); } printf("server connected/n"); /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */ ssl = SSL_new(ctx); SSL_set_fd(ssl, sockfd); /* 建立 SSL 连接 */ if (SSL_connect(ssl) == -1) ERR_print_errors_fp(stderr); else { printf("Connected with %s encryption/n", SSL_get_cipher(ssl)); ShowCerts(ssl); } /* 接收对方发过来的消息，最多接收 MAXBUF 个字节 */ bzero(buffer, MAXBUF + 1); /* 接收服务器来的消息 */ len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF); if (len > 0) printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据/n", buffer, len); else { printf ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n", errno, strerror(errno)); goto finish; } bzero(buffer, MAXBUF + 1); strcpy(buffer, "from client->server"); /* 发消息给服务器 */ len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer)); if (len < 0) printf ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n", buffer, errno, strerror(errno)); else printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！/n", buffer, len); finish: /* 关闭连接 */ SSL_shutdown(ssl); SSL_free(ssl); close(sockfd); SSL_CTX_free(ctx); return 0; }

编译程序用下列命令：
gcc -Wall ssl-client.c -o client
gcc -Wall ssl-server.c -o server
运行程序用如下命令：
./server 7838 1 cacert.pem privkey.pem
./client 127.0.0.1 7838

用下面这两个命令产生上述cacert.pem和privkey.pem文件：
openssl genrsa -out privkey.pem 2048
openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out cacert.pem -days 1095
具体请参考 “OpenSSL体系下使用密钥数字证书等”

如果想对SSL有更深入的了解，请学习计算机安全相关的内容，尤其是非对称加密技术。
如果想对SSL库的源代码有深入学习，请去 www.openssl.org 下载源码来阅读。

或者阅读“SSL连接建立过程分析”其目录下如：

SSL连接建立过程分析(1)

1. 应用程序接口
1.1 SSL初始化
1.2 建立SSL新连接
1.3 SSL通信
1.4 SSL释放
2. SSL实现分析
2.1 SSL_load_error_strings
2.2 SSLeay_add_ssl_algorithms()
2.3 SSL23_server_method()
2.4 SSL23_client_method()
2.5 SSL_CTX_new ()
SSL连接建立过程分析(2)

2.6 SSL_CTX_set_default_passwd_cb[_userdata]()
2.7 SSL_CTX_use_certificate_file()
2.8 SSL_CTX_use_PrivateKey_file()
2.9 SSL_CTX_check_private_key()
2.10 SSL_new
2.11 SSL_set_fd
SSL连接建立过程分析(3)

2.12 SSL_accept
SSL连接建立过程分析(4)

2.13 SSL_connect
SSL连接建立过程分析(5)

2.14 SSL_read
SSL连接建立过程分析(6)

2.15 SSL_write