OPENSSL程式設計入門學習
阿新 • • 發佈：2019-02-08
相關學習資料
http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=92649 https://www.openssl.org https://www.google.com.hk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CDoQFjAD&url=http%3a%2f%2fidning-ebook%2egooglecode%2ecom%2fsvn%2ftrunk%2fopenssl%2fopenssl%25E6%25BA%2590%25E4%25BB%25A3%25E7%25A0%2581%25E7%25AC%2594%25E8%25AE%25B0%25EF%25BC%2588%25E6%259C%2580%25E7%25AE%2580%25E6%2598%258E%25EF%25BC%2589%2edoc&ei=fV99U_KpN4388QXJ84DgDA&usg=AFQjCNEB9CTfpoTNx_VlSKBciE16gEdupA&sig2=AL3n-KsVRxM96eOoje6IUg&bvm=bv.67229260,d.dGc&cad=rjthttp://www.lovelucy.info/openssl-rsa-programming.html
目錄
1. OPENSSL簡介 2. The SSL library(SSL、TLS開發程式碼庫) 3. the Crypto library(密碼學相關開發程式碼庫)
1. OPENSSL簡介
OpenSSL專案是一個協作開發一個健壯的，商業級的，全功能的，並且開放原始碼工具包，它實現了安全套接字層(SSL v2/v3)和傳輸層安全(TLS v1)協議以及全強大的通用加密庫。
OPENSSL由3部分組成:
1. The SSL library(SSL、TLS開發程式碼庫)2. the Crypto library(密碼學相關開發程式碼庫) 3. command line tool(命令列工具，提供CA、證書等功能)
關於(3)openssl命令汗工具的使用，請參閱另一篇文章
http://www.cnblogs.com/LittleHann/p/3738141.html
本文主要關注基於openssl程式碼庫的程式開發
2. The SSL library(SSL、TLS開發程式碼庫)
我們首先要明白，SSL、TLS是一個網路資料協議，所以我們使用OPENSSL開發程式的目的同樣也是基於網路的應用程式，即C/S程式，所以，一般情況下，我們需要同時編寫服務端、以及客戶端程式
服務端編寫步驟
客戶端編寫步驟
openssl的程式碼庫隨著openssl toolkit的安裝自動安裝，所有的標頭檔案都放在"/usr/include/openssl"中，我們在GCC程式設計中需要引入它們
whereis openssl openssl: /usr/bin/openssl /usr/include/openssl /usr/share/man/man1/openssl.1ssl.gz cd /usr/include/openssl ll
0x1: 簡單C/S通訊
ssl-server.c: #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 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; //指定監聽埠 if (argv[1]) { myport = atoi(argv[1]); } else { myport = 8888; } //最大客戶端連線數 if (argv[2]) { lisnum = atoi(argv[2]); } else { lisnum = 2; } /* SSL 庫初始化*/ SSL_library_init(); /* 載入所有SSL 演算法*/ OpenSSL_add_all_algorithms(); /* 載入所有SSL 錯誤訊息*/ SSL_load_error_strings(); /* 以SSL V2 和V3 標準相容方式產生一個SSL_CTX ，即SSL Content Text */ ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method()); /* 也可以用SSLv2_server_method() 或SSLv3_server_method() 單獨表示V2 或V3標準 */ if (ctx == NULL) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 載入使用者的數字證書， 此證書用來發送給客戶端。證書裡包含有公鑰*/ if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 載入使用者私鑰*/ if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[5], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 檢查使用者私鑰是否正確*/ if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 開啟一個socket 監聽*/ 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); //設定監聽的IP if (argv[3]) { my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]); } else { //如果使用者沒有指定監聽埠，則預設監聽0.0.0.0(任意IP) 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); /* 等待客戶端連上來*/ 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); } /* 基於ctx 產生一個新的SSL */ ssl = SSL_new(ctx); /* 將連線使用者的socket 加入到SSL */ SSL_set_fd(ssl, new_fd); /* 建立SSL 連線*/ if (SSL_accept(ssl) == -1) { perror("accept"); close(new_fd); break; } /* 開始處理每個新連線上的資料收發*/ bzero(buf, MAXBUF + 1); strcpy(buf, "server->client"); /* 發訊息給客戶端*/ len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf)); if (len <= 0) { printf("訊息'%s'傳送失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n", buf, errno, strerror(errno)); goto finish; } else { printf("訊息'%s'傳送成功，共傳送了%d 個位元組！\n", buf, len); } bzero(buf, MAXBUF + 1); /* 接收客戶端的訊息*/ len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF); if (len > 0) { printf("接收訊息成功:'%s'，共%d 個位元組的資料\n", buf, len); } else { printf("訊息接收失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n", errno, strerror(errno)); } /* 處理每個新連線上的資料收發結束*/ finish: /* 關閉SSL 連線*/ SSL_shutdown(ssl); /* 釋放SSL */ SSL_free(ssl); /* 關閉socket */ close(new_fd); } /* 關閉監聽的socket */ close(sockfd); /* 釋放CTX */ SSL_CTX_free(ctx); return 0; } ssl-client.c #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("數字證書資訊:\n"); line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0); printf("證書: %s\n", line); free(line); line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0); printf("頒發者: %s\n", line); free(line); X509_free(cert); } else { printf("無證書資訊！\n"); } } 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("引數格式錯誤！正確用法如下：\n\t\t%s IP 地址埠\n\t 比如:\t%s 127.0.0.1 80\n 此程式用來從某個IP 地址的伺服器某個埠接收最多MAXBUF 個位元組的訊息",
argv[0], argv[0]); exit(0); } /* SSL 庫初始化*/ SSL_library_init(); /* 載入所有SSL 演算法*/ OpenSSL_add_all_algorithms(); /* 載入所有SSL 錯誤訊息*/ SSL_load_error_strings(); /* 以SSL V2 和V3 標準相容方式產生一個SSL_CTX ，即SSL Content Text */ ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method()); if (ctx == NULL) { ERR_print_errors_fp(stdout); exit(1); } /* 建立一個socket 用於tcp 通訊*/ if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { perror("Socket"); exit(errno); } printf("socket created\n"); /* 初始化伺服器端（對方）的地址和埠資訊*/ bzero( &dest, sizeof(dest)); dest.sin_family = AF_INET; //設定連線的埠 dest.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //設定連線的IP地址 if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr * ) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) { perror(argv[1]); exit(errno); } printf("address created\n"); /* 連線伺服器*/ if (connect(sockfd, (struct sockaddr * ) &dest, sizeof(dest)) != 0) { perror("Connect "); exit(errno); } printf("server connected\n"); /* 基於ctx 產生一個新的SSL */ ssl = SSL_new(ctx); /* 將新連線的socket 加入到SSL */ SSL_set_fd(ssl, sockfd); /* 建立SSL 連線*/ if (SSL_connect(ssl) == -1) { ERR_print_errors_fp(stderr); } else { printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl)); ShowCerts(ssl); } /* 接收對方發過來的訊息，最多接收MAXBUF 個位元組*/ bzero(buffer, MAXBUF + 1); /* 接收伺服器來的訊息*/ len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF); if (len > 0) { printf("接收訊息成功:'%s'，共%d 個位元組的資料\n", buffer, len); } else { printf("訊息接收失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n", errno, strerror(errno)); goto finish; } bzero(buffer, MAXBUF + 1); strcpy(buffer, "from client->server"); /* 發訊息給伺服器*/ len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer)); if (len < 0) { printf("訊息'%s'傳送失敗！錯誤程式碼是%d，錯誤資訊是'%s'\n", buffer, errno, strerror(errno)); } else { printf("訊息'%s'傳送成功，共傳送了%d 個位元組！\n", buffer, len); } finish: /* 關閉連線*/ SSL_shutdown(ssl); SSL_free(ssl); close(sockfd); SSL_CTX_free(ctx); return 0; } usage: 1. 程式中用到的包含公鑰的服務端證書cacert.pem和服務端私鑰檔案privkey.pem需要使用如下方式生成： openssl genrsa -out privkey.pem 2048 openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out cacert.pem -days 1095 2. 編譯程式用下列命令： gcc -Wall ssl-client.c -o client -lssl gcc -Wall ssl-server.c -o server -lssl 3. 執行程式用如下命令： ./server 8888 3 127.0.0.1 cacert.pem privkey.pem ./client 127.0.0.1 8888