本文为了方便进行SSL编程参考而整理，SSL编程调用的大多数流程就如如下样本代码，通过本样本代码可以比较快的测试SSL相关API。
/*****************************************************************
*SSL/TLS客户端程序WIN32版(以demos/cli.cpp为基础)
*需要用到动态连接库libeay32.dll,ssleay.dll,
*同时在setting中加入ws2_32.lib libeay32.lib ssleay32.lib,
*以上库文件在编译openssl后可在out32dll目录下找到,
*所需证书文件请参照文章自行生成*/
*****************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <winsock2.h>
#include "openssl/rsa.h"
#include "openssl/crypto.h"
#include "openssl/x509.h"
#include "openssl/pem.h"
#include "openssl/ssl.h"
#include "openssl/err.h"
#include "openssl/rand.h"
/*所有需要的参数信息都在此处以#define的形式提供*/
#define CERTF "client.crt" /*客户端的证书(需经CA签名)*/
#define KEYF "client.key" /*客户端的私钥(建议加密存储)*/
#define CACERT "ca.crt" /*CA 的证书*/
#define PORT 1111 /*服务端的端口*/
#define SERVER_ADDR "127.0.0.1" /*服务端的IP地址*/
#define CHK_NULL(x) if ((x)==NULL) exit (-1)
#define CHK_ERR(err,s) if ((err)==-1) { perror(s); exit(-2); }
#define CHK_SSL(err) if ((err)==-1) { ERR_print_errors_fp(stderr); exit(-3); }
int main ()
{
int err;
int sd;
struct sockaddr_in sa;
SSL_CTX* ctx;
SSL* ssl;
X509* server_cert;
char* str;
char buf [4096];
SSL_METHOD *meth;
int seed_int[100]; /*存放随机序列*/
WSADATA wsaData;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData) != 0)
{
printf("WSAStartup()fail:%d/n",GetLastError());
return -1;
}
/*初始化*/
OpenSSL_add_ssl_algorithms();
/*为打印调试信息作准备*/
SSL_load_error_strings();
/*采用什么协议(SSLv2/SSLv3/TLSv1)在此指定*/
meth = TLSv1_client_method();
/*申请SSL会话环境*/
ctx = SSL_CTX_new (meth);
CHK_NULL(ctx);
/*验证与否,是否要验证对方*/
SSL_CTX_set_verify(ctx,SSL_VERIFY_PEER,NULL);
/*若验证对方,则放置CA证书*/
SSL_CTX_load_verify_locations(ctx,CACERT,NULL);
/*加载自己的证书*/
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, CERTF, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)
{
ERR_print_errors_fp(stderr);
exit(-2);
}
/*加载自己的私钥,以用于签名*/
if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, KEYF, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)
{
ERR_print_errors_fp(stderr);
exit(-3);
}
/*调用了以上两个函数后,检验一下自己的证书与私钥是否配对*/
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx))
{
printf("Private key does not match the certificate public key/n");
exit(-4);
}
/*构建随机数生成机制,WIN32平台必需*/
srand( (unsigned)time( NULL ) );
for( int i = 0; i < 100;i++ )
seed_int = rand();
RAND_seed(seed_int, sizeof(seed_int));
/*以下是正常的TCP socket建立过程 .............................. */
printf("Begin tcp socket.../n");
sd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
CHK_ERR(sd, "socket");
memset (&sa, '/0', sizeof(sa));
sa.sin_family = AF_INET;
sa.sin_addr.s_addr = inet_addr (SERVER_ADDR); /* Server IP */
sa.sin_port = htons (PORT); /* Server Port number */
err = connect(sd, (struct sockaddr*) &sa, sizeof(sa));
CHK_ERR(err, "connect");
/* TCP 链接已建立.开始 SSL 握手过程.......................... */
printf("Begin SSL negotiation /n");
/*申请一个SSL套接字*/
ssl = SSL_new (ctx);
CHK_NULL(ssl);
/*绑定读写套接字*/
SSL_set_fd (ssl, sd);
err = SSL_connect (ssl);
CHK_SSL(err);
/*打印所有加密算法的信息(可选)*/
printf ("SSL connection using %s/n", SSL_get_cipher (ssl));
/*得到服务端的证书并打印些信息(可选) */
server_cert = SSL_get_peer_certificate (ssl);
CHK_NULL(server_cert);
printf ("Server certificate:/n");
str = X509_NAME_oneline (X509_get_subject_name (server_cert),0,0);
CHK_NULL(str);
printf ("/t subject: %s/n", str);
Free (str);
str = X509_NAME_oneline (X509_get_issuer_name (server_cert),0,0);
CHK_NULL(str);
printf ("/t issuer: %s/n", str);
Free (str);
X509_free (server_cert); /*如不再需要,需将证书释放 */
/* 数据交换开始,用SSL_write,SSL_read代替write,read */
printf("Begin SSL data exchange/n");
err = SSL_write (ssl, "Hello World!", strlen("Hello World!"));
CHK_SSL(err);
err = SSL_read (ssl, buf, sizeof(buf) - 1);
CHK_SSL(err);
buf[err] = '/0';
printf ("Got %d chars:'%s'/n", err, buf);
SSL_shutdown (ssl); /* send SSL/TLS close_notify */
/* 收尾工作 */
shutdown (sd,2);
SSL_free (ssl);
SSL_CTX_free (ctx);
return 0;
}
/*****************************************************************
* EOF - cli.cpp
*****************************************************************/
/*****************************************************************
*SSL/TLS服务端程序WIN32版(以demos/server.cpp为基础)
*需要用到动态连接库libeay32.dll,ssleay.dll,
*同时在setting中加入ws2_32.lib libeay32.lib ssleay32.lib,
*以上库文件在编译openssl后可在out32dll目录下找到,
*所需证书文件请参照文章自行生成.
*****************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <winsock2.h>
#include "openssl/rsa.h"
#include "openssl/crypto.h"
#include "openssl/x509.h"
#include "openssl/pem.h"
#include "openssl/ssl.h"
#include "openssl/err.h"
/*所有需要的参数信息都在此处以#define的形式提供*/
#define CERTF "server.crt" /*服务端的证书(需经CA签名)*/
#define KEYF "server.key" /*服务端的私钥(建议加密存储)*/
#define CACERT "ca.crt" /*CA 的证书*/
#define PORT 1111 /*准备绑定的端口*/
#define CHK_NULL(x) if ((x)==NULL) exit (1)
#define CHK_ERR(err,s) if ((err)==-1) { perror(s); exit(1); }
#define CHK_SSL(err) if ((err)==-1) { ERR_print_errors_fp(stderr); exit(2); }
int main ()
{
int err;
int listen_sd;
int sd;
struct sockaddr_in sa_serv;
struct sockaddr_in sa_cli;
int client_len;
SSL_CTX* ctx;
SSL* ssl;
X509* client_cert;
char* str;
char buf [4096];
SSL_METHOD *meth;
WSADATA wsaData;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData) != 0){
printf("WSAStartup()fail:%d/n",GetLastError());
return -1;
}
SSL_load_error_strings(); /*为打印调试信息作准备*/
OpenSSL_add_ssl_algorithms(); /*初始化*/
meth = TLSv1_server_method(); /*采用什么协议(SSLv2/SSLv3/TLSv1)在此指定*/
ctx = SSL_CTX_new (meth);
CHK_NULL(ctx);
SSL_CTX_set_verify(ctx,SSL_VERIFY_PEER,NULL); /*验证与否*/
SSL_CTX_load_verify_locations(ctx,CACERT,NULL); /*若验证,则放置CA证书*/
if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, CERTF, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
ERR_print_errors_fp(stderr);
exit(3);
}
if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, KEYF, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
ERR_print_errors_fp(stderr);
exit(4);
}
if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
printf("Private key does not match the certificate public key/n");
exit(5);
}
SSL_CTX_set_cipher_list(ctx,"RC4-MD5");
/*开始正常的TCP socket过程.................................*/
printf("Begin TCP socket.../n");
listen_sd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
CHK_ERR(listen_sd, "socket");
memset (&sa_serv, '/0', sizeof(sa_serv));
sa_serv.sin_family = AF_INET;
sa_serv.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
sa_serv.sin_port = htons (PORT);
err = bind(listen_sd, (struct sockaddr*) &sa_serv,
sizeof (sa_serv));
CHK_ERR(err, "bind");
/*接受TCP链接*/
err = listen (listen_sd, 5);
CHK_ERR(err, "listen");
client_len = sizeof(sa_cli);
sd = accept (listen_sd, (struct sockaddr*) &sa_cli, &client_len);
CHK_ERR(sd, "accept");
closesocket (listen_sd);
printf ("Connection from %lx, port %x/n",
sa_cli.sin_addr.s_addr, sa_cli.sin_port);
/*TCP连接已建立,进行服务端的SSL过程. */
printf("Begin server side SSL/n");
ssl = SSL_new (ctx);
CHK_NULL(ssl);
SSL_set_fd (ssl, sd);
err = SSL_accept (ssl);
printf("SSL_accept finished/n");
CHK_SSL(err);
/*打印所有加密算法的信息(可选)*/
printf ("SSL connection using %s/n", SSL_get_cipher (ssl));
/*得到服务端的证书并打印些信息(可选) */
client_cert = SSL_get_peer_certificate (ssl);
if (client_cert != NULL) {
printf ("Client certificate:/n");
str = X509_NAME_oneline (X509_get_subject_name (client_cert), 0, 0);
CHK_NULL(str);
printf ("/t subject: %s/n", str);
Free (str);
str = X509_NAME_oneline (X509_get_issuer_name (client_cert), 0, 0);
CHK_NULL(str);
printf ("/t issuer: %s/n", str);
Free (str);
X509_free (client_cert);/*如不再需要,需将证书释放 */
}
else
printf ("Client does not have certificate./n");
/* 数据交换开始,用SSL_write,SSL_read代替write,read */
err = SSL_read (ssl, buf, sizeof(buf) - 1);
CHK_SSL(err);
buf[err] = '/0';
printf ("Got %d chars:'%s'/n", err, buf);
err = SSL_write (ssl, "I hear you.", strlen("I hear you."));
CHK_SSL(err);
/* 收尾工作*/
shutdown (sd,2);
SSL_free (ssl);
SSL_CTX_free (ctx);
return 0;
}
/*****************************************************************
* EOF - serv.cpp
*****************************************************************/
SSL API函数说明：
1.int SSL_CTX_set_cipher_list(SSL_CTX *,const char *str);
根据SSL/TLS规范,在ClientHello中,客户端会提交一份自己能够支持的加密方法的列表,由服务端选择一种方法后在ServerHello中通知服务端, 从而完成加密算法的协商.
//可用的算法为:
EDH-RSA-DES-CBC3-SHA
EDH-DSS-DES-CBC3-SHA
DES-CBC3-SHA
DHE-DSS-RC4-SHA
IDEA-CBC-SHA
RC4-SHA
RC4-MD5
EXP1024-DHE-DSS-RC4-SHA
EXP1024-RC4-SHA
EXP1024-DHE-DSS-DES-CBC-SHA
EXP1024-DES-CBC-SHA
EXP1024-RC2-CBC-MD5
EXP1024-RC4-MD5
EDH-RSA-DES-CBC-SHA
EDH-DSS-DES-CBC-SHA
DES-CBC-SHA
EXP-EDH-RSA-DES-CBC-SHA
EXP-EDH-DSS-DES-CBC-SHA
EXP-DES-CBC-SHA
EXP-RC2-CBC-MD5
EXP-RC4-MD5
这些算法按一定优先级排列,如果不作任何指定,将选用DES-CBC3-SHA.用SSL_CTX_set_cipher_list可以指定自己希望用的算法(实际上只是 提高其优先级,是否能使用还要看对方是否支持).
我们在程序中选用了RC4做加密,MD5做消息摘要(先进行MD5运算,后进行RC4加密).即
SSL_CTX_set_cipher_list(ctx,”RC4-MD5”);
在消息传输过程中采用对称加密(比公钥加密在速度上有极大的提高),其所用秘钥(shared secret)在握手过程中中协商(每次对话过程均不同, 在一次对话中都有可能有几次改变),并通过公钥加密的手段由客户端提交服务端.
2.void SSL_CTX_set_verify(SSL_CTX ctx,int mode,int (*callback)(int, X509_STORE_CTX ));
缺省mode是SSL_VERIFY_NONE,如果想要验证对方的话,便要将此项变成SSL_VERIFY_PEER.SSL/TLS中缺省只验证server,如果没有设置 SSL_VERIFY_PEER的话,客户端连证书都不会发过来.
3.int SSL_CTX_load_verify_locations(SSL_CTX *ctx, const char *CAfile,const char *CApath);
要验证对方的话,当然装要有CA的证书了,此函数用来便是加载CA的证书文件的.
4.int SSL_CTX_use_certificate_file(SSL_CTX *ctx, const char *file, int type);
加载自己的证书文件.
5.int SSL_CTX_use_PrivateKey_file(SSL_CTX *ctx, const char *file, int type);
加载自己的私钥,以用于签名.
6.int SSL_CTX_check_private_key(SSL_CTX *ctx);
调用了以上两个函数后,自己检验一下证书与私钥是否配对.
7.void RAND_seed(const void *buf,int num);
在win32 的环境中client程序运行时出错(SSL_connect返回-1)的一个主要机制便是与UNIX平台下的随机数生成机制不同(握手的时候用的到). 具体描述可见mod_ssl的FAQ.解决办法就是调用此函数,其中buf应该为一随机的字符串,作为”seed”.
还可以采用一下两个函数:
void RAND_screen(void);
int RAND_event(UINT, WPARAM, LPARAM);
其中RAND_screen()以屏幕内容作为”seed”产生随机数,RAND_event可以捕获windows中的事件(event),以此为基础 产生随机数.如果一直有 用户干预的话,用这种办法产生的随机数能够”更加随机”,但如果机器一直没人理(如总停在登录画面),则每次都将产生同样的数字.
这几个函数都只在WIN32环境下编译时有用,各种UNIX下就不必调了.
大量其他的相关函数原型,见crypto/rand/rand.h.
8.OpenSSL_add_ssl_algorithms()或SSLeay_add_ssl_algorithms()
其实都是调用int SSL_library_init(void)
进行一些必要的初始化工作,用openssl编写SSL/TLS程序的话第一句便应是它.
9.void SSL_load_error_strings(void );
如果想打印出一些方便阅读的调试信息的话,便要在一开始调用此函数.
10.void ERR_print_errors_fp(FILE *fp);
如果调用了SSL_load_error_strings()后,便可以随时用ERR_print_errors_fp()来打印错误信息了.
11.X509 *SSL_get_peer_certificate(SSL *s);
握手完成后,便可以用此函数从SSL结构中提取出对方的证书(此时证书得到且已经验证过了)整理成X509结构.
12.X509_NAME *X509_get_subject_name(X509 *a);
得到证书所有者的名字,参数可用通过SSL_get_peer_certificate()得到的X509对象.
13.X509_NAME *X509_get_issuer_name(X509 *a)
得到证书签署者(往往是CA)的名字,参数可用通过SSL_get_peer_certificate()得到的X509对象.
14.char *X509_NAME_oneline(X509_NAME *a,char *buf,int size);
将以上两个函数得到的对象变成字符型,以便打印出来.
15.SSL_METHOD的构造函数
包括：
SSL_METHOD TLSv1_server_method(void); / TLSv1.0 */
SSL_METHOD TLSv1_client_method(void); / TLSv1.0 */
SSL_METHOD SSLv2_server_method(void); / SSLv2 */
SSL_METHOD SSLv2_client_method(void); / SSLv2 */
SSL_METHOD SSLv3_server_method(void); / SSLv3 */
SSL_METHOD SSLv3_client_method(void); / SSLv3 */
SSL_METHOD SSLv23_server_method(void); / SSLv3 but can rollback to v2 */
SSL_METHOD SSLv23_client_method(void); / SSLv3 but can rollback to v2 */
在程序中究竟采用哪一种协议(TLSv1/SSLv2/SSLv3),就看调哪一组构造函数了.
调用流程如下：
![C语言第四章自述2第四章 选择结构程序设计[图]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)