c++ openssl实现https
本文是在学习https的时候，参照网上诸多资料，在实际操作过程中还是遇到不少问题，力求详细的阐述在linux环境下，c++使用openssl对http报文加密成为https的过程，并使用tcpdump抓取tcp报文展示http和https在传输过程中的差别。
本文适合对c++ openssl一点了解都没有，服务器端编程，只需要把ssl添加上tcp连接上。
参照文章：
C++通过openssl搭建https服务器
OpenSSL生成CA自签名根证书和颁发证书
tcpdump抓取TCP/IP数据包分析
openssl基本原理 + 生成证书 + 使用实例
总述：https相当于在http连接上添加上一层ssl验证。
如图所示，与没有ssl验证相比，在服务器端，listen之前设置ssl证书，在accept之后使用ssl_accept进行ssl的连接，相当于套了一层壳。
一、没有ssl的tcp连接
http.cpp
/*
接受一个tcp请求，简简单单发送发送一个http响应报文
*/
#include 其中welcome.html
DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>WebServertitle>
head>
<body>
<br/>
<br/>
<div align="center"><font size="5"> <strong>hello httpstrong>font>div>
<br/>
<br/>
<form action="5" method="post">
<div align="center"><button type="submit">点赞button>div>
form>
<br/>
<form action="6" method="post">
<div align="center"><button type="submit" >收藏button>div>
form>
<br/>
<form action="7" method="post">
<div align="center"><button type="submit">关注button>div>
form>
div>
body>
html>
注意，html文件要和http.cpp文件在同一文件夹下才能被准确打开。
文件结构：
<pre>.
├── http
├── http.cpp
└── welcome.html
pre>
使用tcpdump抓包得到的消息
编译完成后，在http所在的位置命令行键入$ ./http 127.0.0.1 1234开始等待连接。
同时另开一终端，输入$sudo tcpdump -A -i lo port 1234开始监听本地回环lo的1234端口的信息。
打开postman发送get报文
或者打开浏览器，输入127.0.0.1:1234/
此时tcpdump抓取到的信息，可以看到是明文传输的，这也是问什么需要https的原因。
[zsz@localhost https]$ sudo tcpdump -A -i lo port 1234
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
22:11:03.930244 IP localhost.50744 > localhost.search-agent: Flags [S], seq 741845069, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1659589 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
E..<..@[email protected]..,7.M.........0.........
..R.........
22:11:03.930333 IP localhost.search-agent > localhost.50744: Flags [S.], seq 2115968623, ack 741845070, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1659590 ecr 1659589,nop,wscale 7], length 0
E..<..@.@.<............8~..o,7.N.....0.........
..R...R.....
22:11:03.930368 IP localhost.50744 > localhost.search-agent: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1659590 ecr 1659590], length 0
E..4..@[email protected]..,7.N~..p...V.(.....
..R...R.
22:11:03.930742 IP localhost.search-agent > localhost.50744: Flags [P.], seq 1:841, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1659590 ecr 1659590], length 840
E..|L.@[email protected]~..p,7.N...V.q.....
..R...R.HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Connection: close
Date: Fri, 23 Nov 2018 02:01:05 GMT
Content-Length: 704
DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>WebServertitle>
head>
<body>
<br/>
<br/>
<div align="center"><font size="5"> <strong>hello httpstrong>font>div>
<br/>
<br/>
<form action="5" method="post">
<div align="center"><button type="submit">......button>div>
form>
<br/>
<form action="6" method="post">
<div align="center"><button type="submit" >......button>div>
form>
<br/>
<form action="7" method="post">
<div align="center"><button type="submit">......button>div>
form>
div>
body>
html>
22:11:03.930768 IP localhost.50744 > localhost.search-agent: Flags [.], ack 841, win 355, options [nop,nop,TS val 1659590 ecr 1659590], length 0
E..4..@[email protected]..,7.N~.!....c.(.....
..R...R.
22:11:03.931909 IP localhost.50744 > localhost.search-agent: Flags [P.], seq 1:202, ack 841, win 355, options [nop,nop,TS val 1659592 ecr 1659590], length 201
E.....@[email protected]..,7.N~.!....c.......
..R...R.GET / HTTP/1.1
User-Agent: PostmanRuntime/7.29.2
Accept: */*
Postman-Token: 9d205642-3df0-49c7-87a5-74e73f2d731d
Host: 127.0.0.1:1234
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
二、https
https需要证书，可以使用openssl进行自签发证书。
详细可以自行搜索
下边三行分别是生成私钥，证书申请文件，生成ca证书.
注意生成私钥是要键入密码的，证书申请和生成要填很多信息，看说明填入。
openssl genrsa -des3 -out privkey.pem 2048
openssl req -new -key privkey.pem -out cert.csr
openssl x509 -req -in cert.csr -out cert.pem -signkey privkey.pem -days 3650
最后会生成privkey.pem和cert.pem，分别用来ssl验证私钥和证书。
和http.cpp的区别就是一开始多了初始化，在accept之后用SSL_accept再次接受一次。
https.cpp
使用g++编译的时候要加上-lssl -lcrypto两个库
/*
接受一个tcp请求，简简单单发送发送一个http响应报文
*/
#include 如果使用postman，要把证书验证关掉，因为这个证书是我们自己发布的，不是官方，
在ip前边加上https前缀
如果使用浏览器，会提示不安全连接，直接同意就行了，要注意https前缀
使用tcpdump抓包
和前边一样使用tcpdump抓包，可以看到都是乱码
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
23:00:32.693162 IP localhost.51284 > localhost.search-agent: Flags [S], seq 956600350, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 4628353 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
E..<..@[email protected].........
.F..........
23:00:32.693283 IP localhost.search-agent > localhost.51284: Flags [S.], seq 2464157102, ack 956600351, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 4628353 ecr 4628353,nop,wscale 7], length 0
E..<..@.@.<............T....9........0.........
.F...F......
23:00:32.693385 IP localhost.51284 > localhost.search-agent: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 4628353 ecr 4628353], length 0
E..4..@[email protected]".........T..9..........V.(.....
.F...F..
23:00:32.700124 IP localhost.51284 > localhost.search-agent: Flags [P.], seq 1:518, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 4628360 ecr 4628353], length 517
E..9..@.@.+..........T..9..........V.......
.F...F.............G5.E...YS.h...T........$.Dd.r.;. .......Sid.,]
L..#EH.X...... .&'.$.......,.
.+... .0.../.......5.../.
..............
.......................#........#.lJ'.y..[....... .N..!../.........!..U......\
.z..y.L[...F.0......B."[email protected]%.....I}/.f..9...c..{.'j...... .
.j..^..s...+..;.p.......h2.http/1.1..........3.k.i... ...MtF>rzx.C.zU..+.8.fv..>mgb.zA...A.D.I....l6......)!E...tX[...D;i.s#.q.s..W...3..y.....0.4....IN$>Z.+....................................-........@................
23:00:32.700227 IP localhost.search-agent > localhost.51284: Flags [.], ack 518, win 350, options [nop,nop,TS val 4628360 ecr 4628360], length 0
E..4..@[email protected]..$...^.(.....
.F...F..
23:00:32.700410 IP localhost.search-agent > localhost.51284: Flags [F.], seq 1, ack 518, win 350, options [nop,nop,TS val 4628360 ecr 4628360], length 0
E..4./@[email protected]..$...^.(.....
.F...F..
23:00:32.700799 IP localhost.51284 > localhost.search-agent: Flags [F.], seq 518, ack 2, win 342, options [nop,nop,TS val 4628360 ecr 4628360], length 0
E..4..@[email protected] .........T..9..$.......V.(.....
.F...F..
23:00:32.700815 IP localhost.search-agent > localhost.51284: Flags [.], ack 519, win 350, options [nop,nop,TS val 4628360 ecr 4628360], length 0
E..4.0@[email protected]..%...^.(.....
.F...F..
总结
在学习如何使用https的时候，一开始概念很清楚，很多文章也直接明了的说了是在http和tcp中间加上一层ssl验证，但是对于证书如何获取，以及在代码中如何体现却很难找到一篇完整论述的文章，大部分文章都是基于读者有一定基础来写，加上c++实现的https服务器基本是体量很大，很难在庞大的代码中找到自己想要的，也就是关于ssl如何建立的部分。
因此本文的主要目的不是说让读者建立一个完整的https的概念，或者掌握大部分openssl的api，而是说给出一个可以跑的通的代码，一个非常简洁的代码，一套跟着做就能实现的使用openssl+https的完整流程。
这篇文章也是留个自己的一个教程，之后建立https服务器的时候，也可以根据这篇文章结合其他文章迅速回忆起相关知识，直接建立服务。