加密通讯协议SSL编程

转自：http://m.blog.csdn.net/blog/miaodichiyou/8045550

1.    示例包

readme为包内容说明，run_server.sh用来运行服务端，run_client.sh用来运行客户端，mk_server.sh用来编译服务端，mk_client.sh用来编译客户端，make_key.sh用来生成钥匙KEY。

2.    什么是SSL？

在学习openssl编程之前，先了解一下什么是SSL，有助于后续的学习。SSL是一个缩写，代表的是 Secure Sockets Layer。它是支持在 Internet上进行安全通信的标准，并且将数据密码术集成到了协议之中。数据在离开您的计算机之前就已经被加密，然后只有到达它预定的目标后才被解密。证书和密码学算法支持了这一切的运转，使用 OpenSSL，您将有机会切身体会它们。

理论上，如果加密的数据在到达目标之前被截取或窃听，那些数据是不可能被破解的。不过，由于计算机的变化一年比一年快，而且密码翻译方法有了新的发展，因此，SSL中使用的加密协议被破解的可能性也在增大。可以将 SSL和安全连接用于 Internet上任何类型的协议，不管是 HTTP、POP3，还是 FTP。还可以用SSL来保护 Telnet会话。虽然可以用 SSL保护任何连接，但是不必对每一类连接都使用 SSL。如果连接传输敏感信息，则应使用 SSL。

3.    什么是openssl？

openSSL 不仅仅是 SSL。它可以实现消息摘要、文件的加密和解密、数字证书、数字签名和随机数字。关于 OpenSSL库的内容非常多，远不是一篇文章可以容纳的。

OpenSSL 不只是 API，它还是一个命令行工具。命令行工具可以完成与 API同样的工作，而且更进一步，可以测试 SSL服务器和客户机。

4.    服务端编写步骤

5.    客户端编写步骤

socket头文件

#include

#include

#include

#include

SSL头文件

#include

#include

服务器端源代码如下：

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXBUF 1024/************关于本文档*********************************************filename: ssl-server.c*purpose: 演示利用 OpenSSL 库进行基于 IP层的 SSL 加密通讯的方法，这是服务器端例子*********************************************************************/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;    if (argv[1])        myport = atoi(argv[1]);    else        myport = 7838;    if (argv[2])        lisnum = atoi(argv[2]);    else        lisnum = 2;    /* 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(stdout);        exit(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, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {        ERR_print_errors_fp(stdout);        exit(1);    }    /* 载入用户私钥 */    if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[5], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {        ERR_print_errors_fp(stdout);        exit(1);    }    /* 检查用户私钥是否正确 */    if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {        ERR_print_errors_fp(stdout);        exit(1);    }    /* 开启一个 socket 监听 */    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);    if (argv[3])        my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);    else        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);        /* 等待客户端连上来 */        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) == -1) {            perror("accept");            close(new_fd);            break;        }        /* 开始处理每个新连接上的数据收发 */        bzero(buf, MAXBUF + 1);        strcpy(buf, "server->client");        /* 发消息给客户端 */        len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));        if (len <= 0) {            printf                ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'\n",                 buf, errno, strerror(errno));            goto finish;        } else            printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！\n",                   buf, len);        bzero(buf, MAXBUF + 1);        /* 接收客户端的消息 */        len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);        if (len > 0)            printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据\n",                   buf, len);        else            printf                ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'\n",                 errno, strerror(errno));        /* 处理每个新连接上的数据收发结束 */      finish:        /* 关闭 SSL 连接 */        SSL_shutdown(ssl);        /* 释放 SSL */        SSL_free(ssl);        /* 关闭 socket */        close(new_fd);    }    /* 关闭监听的 socket */    close(sockfd);    /* 释放 CTX */    SSL_CTX_free(ctx);    return 0;}

客户端源代码如下：

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXBUF 1024void ShowCerts(SSL * ssl){    X509 *cert;    char *line;    cert = SSL_get_peer_certificate(ssl);    if (cert != NULL) {        printf("数字证书信息:\n");        line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0);        printf("证书: %s\n", line);        free(line);        line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0);        printf("颁发者: %s\n", line);        free(line);        X509_free(cert);    } else        printf("无证书信息！\n");}/************关于本文档*********************************************filename: ssl-client.c*purpose: 演示利用 OpenSSL 库进行基于 IP层的 SSL 加密通讯的方法，这是客户端例子*********************************************************************/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            ("参数格式错误！正确用法如下：\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用来从某个 IP 地址的服务器某个端口接收最多 MAXBUF 个字节的消息",             argv[0], argv[0]);        exit(0);    }    /* SSL 库初始化，参看 ssl-server.c 代码 */    SSL_library_init();    OpenSSL_add_all_algorithms();    SSL_load_error_strings();    ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method());    if (ctx == NULL) {        ERR_print_errors_fp(stdout);        exit(1);    }    /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {        perror("Socket");        exit(errno);    }    printf("socket created\n");    /* 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(argv[2]));    if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {        perror(argv[1]);        exit(errno);    }    printf("address created\n");    /* 连接服务器 */    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {        perror("Connect ");        exit(errno);    }    printf("server connected\n");    /* 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) == -1)        ERR_print_errors_fp(stderr);    else {        printf("Connected with %s encryption\n", SSL_get_cipher(ssl));        ShowCerts(ssl);    }    /* 接收对方发过来的消息，最多接收 MAXBUF 个字节 */    bzero(buffer, MAXBUF + 1);    /* 接收服务器来的消息 */    len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);    if (len > 0)        printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据\n",               buffer, len);    else {        printf            ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'\n",             errno, strerror(errno));        goto finish;    }    bzero(buffer, MAXBUF + 1);    strcpy(buffer, "from client->server");    /* 发消息给服务器 */    len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer));    if (len < 0)        printf            ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'\n",             buffer, errno, strerror(errno));    else        printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！\n",               buffer, len);  finish:    /* 关闭连接 */    SSL_shutdown(ssl);    SSL_free(ssl);    close(sockfd);    SSL_CTX_free(ctx);    return 0;}

编译程序用下列命令：

gcc -Wall ssl-client.c -o client

gcc -Wall ssl-server.c -o server

运行程序用如下命令：

./server 7838 1 127.0.0.1 cacert.pem privkey.pem

./client 127.0.0.1 7838

用下面这两个命令产生上述cacert.pem和privkey.pem文件：

openssl genrsa -out privkey.pem 2048

openssl req -new -x509 -key privkey.pem -out cacert.pem -days 1095