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SSL通信流程函数封装

文章分类 : C语言, 应用与编程, 网络

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:

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:

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:

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:

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:

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;
}

 



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