国密SSL VPN握手抓包分析

准备工作

Windows PC电脑；
国密SSL VPN客户端（浏览器）；
Wireshark客户端（需支持国密协议版本，github地址），用于查看握手数据。

抓包

打开wireshark客户端，监听对应的网卡。可以在联网时通过wireshark查看哪个网卡有网络波动，选择对应的网卡。

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Wireshark设置按照IP过滤，设置SSL VPN连接的国密服务器IP过滤。IP地址即为安全接入的网关或安全服务的地址。

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连接SSLVPN，待连接状态变为“已连接”后，即可停止抓包。 Wireshark编码配置，使用OpenVPN解析国密算法数据。

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此时可以看到通过GMTLS协议的握手数据。根据请求我们具体分析。

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分析

第一阶段：

客户端向服务端发送Client Hello消息，传送客户端支持的最高 SSL 协议的版本号、随机数、加密算法列表，以及其他所需信息。Client Hello消息的内容如下图所示：

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第二阶段：

服务端收到客户端建立SSL连接的请求后，通过发送Server Hello消息向客户端传送SSL 协议的版本号、随机数、会话ID、加密算法的种类以及其他相关信息。消息内容如下：

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同时服务端向客户端发送包含其证书的Certificate消息。证书中所携带服务端的公钥。如下图所示：

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服务端发送完Certificate消息后继续发送Server Key Exchange消息，Server Key Exchange消息中包含有密钥交换算法所需要的额外参数。如下图所示：

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发送Certificate Request消息，要求服务端上报证书，如下图所示：

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随后发送Server Hello Done消息，表示服务端已经发送完此阶段的全部消息。如下图所示：

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第三阶段：

客户端发送Client Key Exchange和Change Cipher Spec消息，Client Key Exchange包含使用服务器公钥加密过的随机数Pre_Master_Secret，该参数用于后续生成主密钥。（此处客户端使用前面提到的两个随机数，再生成第三个随机数，然后通过服务端证书中的公钥对第三个随机数加密，生成该Pre_Master_Secret）**；Change Cipher Spec消息告诉服务器，接下来的消息将采用新协商的加密套件和密钥进行通信，并通知客户端到服务器的握手过程结束。如下图所示：

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注：根据配置不同，可能会发送证书用于证书验证 随机数3 = f(随机数1，随机数2） Pre_Master_Secret= 公钥加密（随机数3) 服务器收到Pre_Master_Secret后，会使用自己的私钥解密，获取到随机数3的值，至此，客户端和服务端都知道了这3个随机数了。

第四阶段：

服务端同样发送Change Cipher Spe消息通知服务端到客户端的握手过程结束，并发送一个加密的握手数据Encrypted Handshake Message 消息，客户端收到消息解密后进行验证，验证通过则说明握手过程中的数据没有被篡改过，也说明服务端是之前交换证书的持有者。现在双方就可以开始加密通信。如下图所示：

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握手过程总结：

1. 建立TCP或UDP连接。
2. 客户端向服务端发送 client hello
3. 服务端向客户端返回 server hello
4. 服务端返回证书，server Key Exchange、请求客户端证书， server hello Done。
5. 客户端上报自己的证书给服务端，client key exchange，传输协商后的密钥给服务端。
6. 服务端验证客户端的证书，change cipher spec、encrypted handshake
7. 服务端发送 change cipher spec、encrypted handshake
8. 握手协商完成，进行应用层面交互，通过前面的协商密钥来加密。