SSL 协议分析：ClientHello 过程分析

最近在分析某个PC端程序的登录过程，发现它用的是openssl进行https通讯的。

由于以前没有openssl的使用经验，遂开始学习这个库，在这里记录一些TLS协议的原理，

以及openssl实现TLS协议的代码分析。（TLS 相当于 SSL 协议的后续版本。）

画了一个丑陋的简图：

      首先是客户端先发起 客户端发起tcp链接,然后，发起TLS 请求， 即ClientHello消息。服务器响应客户端请求，返回 ServerHello 消息以及服务器的证书；客户端根据服务器返回的证书验证服务器是否合法，并确定使用的TLS版本；客户端发送交换密钥请求；服务器响应密钥交换请求；接着就进行加密的通讯了。

     OpenSSL 已经高度抽象了这些过程，根据网上的一些例子得知客户端的基本代码：

sslctx_init() // 初始化 SSL_Ctx 对象相关

SSL_new(g_sslctx) //创建 SSL 对象

SSL_set_fd(ssl,fd) //用创建的 socket 初始化 SSL 对象

SSL_connect(ssl)   //连接 SSL服务器，这里实现了 ClientHello  //---- 接着就是与服务器的其他通讯过程调用了 SSL_shutdown(ssl) //关闭SSL连接 //---- 善后 ……

得知了是 SSL_connect 函数对服务器发送 ClientHello 就可以开始分析源码了。

SSL_connect  ：

函数仅仅是简单的调用 SSL_do_handshake 函数，分析 SSL_do_handshake 函数。

SSL_do_handshake：

由于可以使用不同版本的TLS协议，所以 SSL_do_handshake  最终调用 s->handshake_func(s);

使用函数指针可以根据不同版本TLS协议调用不同的握手函数。

我用 strings 搜索了对 s->handshake_func 的赋值语句，发现了赋值为 ossl_statem_connect

ossl_statem_connect：

简单的对 state_machine(s, 0); 函数进行调用

state_machine：

根据函数名，知道这是个协议状态机函数。根据 st->state 以及  st->hand_state 等协议状态，

进行不同的操作。由于当前是 ClientHello 协议，所以我只分析关于 ClientHello 相关代码。

根据协议跳转，最终调用 write_state_machine 函数。

write_state_machine：

初始化一些函数指针，根据当前握手状态（ClientHello），调用 tls_construct_client_hello 函数。

tls_construct_client_hello：

这个函数就是最底层的组包函数了。（在 statem_clnt.c 文件中）

 

写入 2 字节的客户端版本信息	
WPACKET_put_bytes_u16(pkt, s->client_version)		
写入客户端随机数	
WPACKET_memcpy(pkt, s->s3->client_random, SSL3_RANDOM_SIZE) 	
如果会话ID不为0，则写入会话ID 	
WPACKET_memcpy(pkt, session_id,sess_id_len)		
写入和密码套件相关的信息	
ssl_cipher_list_to_bytes(s, SSL_get_ciphers(s), pkt)	
具体调用 s->method->put_cipher_by_char(c, pkt, &len) 
写入密码套件信息		如果有压缩信息，则写入压缩信息	
ssl_allow_compression		
最后添加 扩展信息	
tls_construct_extensions(s, pkt, SSL_EXT_CLIENT_HELLO, NULL, 0)