SSL通信流程函数封装

OpenSSL的API使用起来与我们常用的普通网络通信函数大同小异，主要分为初始化阶段、密钥载入及验证阶段、创建SSL（类似于文件描述符（套结字）创建函数socket）阶段、绑定套结字阶段（类似于bind函数）、请求建立连接阶段（客户端特有，类似于connect）、接受连接请求阶段（服务端特有，类似于accept函数）、数据收发阶段（类似于read和write）、结束连接阶段以及结束监听阶段（类似于close）。为了让SSL通信过程更加清晰明了，故自己用C语言封装了5个主要函数，让SSL通信流程为开发者快速掌握、一目了然。

SSL通信流程函数封装：

1、SSL初始化：

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int ssl_init(SSL_CTX *ctx)  

{  

    /* 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(stderr);  

        return -1;  

    }  

}  

2、密钥载入及验证：

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int ssl_load(SSL_CTX *ctx, char *certificate, char *privateKey)  

{  

    if (NULL == ctx || NULL == certificate || NULL == privateKey) return -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,certificate, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)  

    {  

        ERR_print_errors_fp(stderr);  

        return -1;  

    }  

    /* 载入用户私钥 */  

    if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, privateKey, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)  

    {  

        ERR_print_errors_fp(stderr);  

        return -1;  

    }  

    /* 检查用户私钥是否正确 */  

    if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx))  

    {  

        ERR_print_errors_fp(stderr);  

        return -1;  

    }  

}  

3、服务端创建SSL对象并绑定套结字,接受指定端口（或指定地址）的连接请求：

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int ssl_accept(SSL_CTX *ctx, int *sockfd, SSL **ssl, char *port, char *addr)  

{  

    struct sockaddr_in my_addr, their_addr;  

    int new_fd, len = sizeof(struct sockaddr);  

    if (NULL == ctx || NULL == socked || NULL == ssl || NULL == port) return -1;  

    /* 开启一个 socket 监听 */  

    if ((*sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)  

    {  

        perror("socket");  

        return -1;  

    }  

    bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));  

    my_addr.sin_family = PF_INET;  

    my_addr.sin_port = htons(port);  

    if (addr)  

        my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(addr);  

    else  

        my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  

    if (bind(*sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0)  

    {  

        perror("bind");  

        return -1;  

    }  

    if (listen(*sockfd, 3) < 0)  

    {  

        perror("listen");  

        return -1;  

    }  

    /* 等待客户端连上来 */  

    bzero(&their_addr, sizeof(their_addrr));  

    if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr, &len)) < 0)  

    {  

        perror("accept");  

        return -1;  

    }  

    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) < 0)  

    {  

        perror("accept");  

        close(new_fd);  

        return -1;  

    }  

    return new_fd;  

}  

4、客户端创建SSL对象并绑定套结字,向指定端口、地址发起连接请求：

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int ssl_connect(SSL_CTX *ctx, int *sockfd, SSL **ssl, char *port, char *addr)  

{  

    struct sockaddr_in dest;  

    if (NULL == ctx || NULL == sockfd ||  

        NULL == ssl || NULL == port || NULL == addr)  

        return -1;  

    /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */  

    if ((*sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)  

    {  

        perror("Socket");  

        return -1;  

    }  

    /* 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(port));  

    if (inet_aton(addr, (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0)  

    {  

        perror(addr);  

        return -1;  

    }  

    /* 连接服务器 */  

    if (connect(*sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) < 0)  

    {  

        perror("Connect ");  

        return -1;  

    }  

    /* 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) < 0)  

    {  

        ERR_print_errors_fp(stderr);  

        return -1;  

    }  

    return 0;  

}  

5、数据收发阶段采用SSL_read、SSL_write函数，用法跟read、write一样，用SSL对象指针代替文件描述符（套结字）即可。

6、结束连接阶段以及结束监听阶段：

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int ssl_close(SSL_CTX *ctx, SSL *ssl, int sockfd, int new_fd)  

{  

    if (NULL == ctx || NULL == ssl || sockfd < 0 || new_fd < 0) return -1;  

    /* 关闭 SSL 连接 */  

    SSL_shutdown(ssl);  

    /* 释放 SSL */  

    SSL_free(ssl);  

    /* 关闭 socket（服务端专用） */  

    if (new_fd)  

        close(new_fd);  

    /* 关闭监听的 socket */  

    close(sockfd);  

    /* 释放 CTX */  

    SSL_CTX_free(ctx);  

    return 0;  

}