Python网络编程笔记（五）：TLS和SSL

传输层安全协议（TLS），前身是安全套接层SSL

TLS无法保护的信息

能保护的信息包括：
与请求URL之间的HTTPS连接及其返回内容、密码、cookies等可能在套接字双向传递的信息。

无法保护的信息：

• 本机和远程主机的地址
• 端口号
• DNS查询
• 数据块的大致大小

一个典型的TLS交换场景

• 客户端向服务器索取证书--表示身份的电子文件。
• 客户端和服务器共同信任的某个机构应该对证书进行签名，证书必须包含一个公钥。
• 服务器需要证明其确实拥有公钥对应的私钥。
• 客户端对证书中声明的身份进行验证，确认是否与想连接的主机名一致。
• 客户端和服务器对**加密算法、压缩、以及密钥这些设定进行协商。
• 开始传输。

完美前向安全（PFS，Perfact Forward Security）

如果有人在未来获取或者破解了我们的私钥，那么他们能否捕捉到以前的TLS对话，并将他们保存，以便在未来进行解密。

何时使用

很多程序员不在自己的程序中支持TLS，而选择交给第三方工具，比如nginx、Apache等。

python如何使用

标准库的ssl内置支持OpenSSL，最好使用Python 3.4之后的版本。

编写模式：

• 创建一个“上下文”对象(create_default_context())
• 打开连接
• 调用上下文对象的wrap_socket()方法, 表示TLS接管后续连接。

show me the code

#!/usr/bin/env python3
# Foundations of Python Network Programming, Third Edition
# https://github.com/brandon-rhodes/fopnp/blob/m/py3/chapter06/safe_tls.py
# Simple TLS client and server using safe configuration defaults

import argparse, socket, ssl

def client(host, port, cafile=None):
    purpose = ssl.Purpose.SERVER_AUTH
    context = ssl.create_default_context(purpose, cafile=cafile)

    raw_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    raw_sock.connect((host, port))
    print('Connected to host {!r} and port {}'.format(host, port))
    ssl_sock = context.wrap_socket(raw_sock, server_hostname=host)

    while True:
        data = ssl_sock.recv(1024)
        if not data:
            break
        print(repr(data))

def server(host, port, certfile, cafile=None):
    purpose = ssl.Purpose.CLIENT_AUTH
    context = ssl.create_default_context(purpose, cafile=cafile)
    context.load_cert_chain(certfile)

    listener = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    listener.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    listener.bind((host, port))
    listener.listen(1)
    print('Listening at interface {!r} and port {}'.format(host, port))
    raw_sock, address = listener.accept()
    print('Connection from host {!r} and port {}'.format(*address))
    ssl_sock = context.wrap_socket(raw_sock, server_side=True)

    ssl_sock.sendall('Simple is better than complex.'.encode('ascii'))
    ssl_sock.close()

if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description='Safe TLS client and server')
    parser.add_argument('host', help='hostname or IP address')
    parser.add_argument('port', type=int, help='TCP port number')
    parser.add_argument('-a', metavar='cafile', default=None,
                        help='authority: path to CA certificate PEM file')
    parser.add_argument('-s', metavar='certfile', default=None,
                        help='run as server: path to server PEM file')
    args = parser.parse_args()
    if args.s:
        server(args.host, args.port, args.s, args.a)
    else:
        client(args.host, args.port, args.a)

更多参考：让SSL/TLS协议流行起来：深度解读SSL/TLS实现