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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