Linux网络编程一步一步学加密通讯协议SSL研究

引用自：http://blog.csdn.net/lbsljn/article/details/3511258

服务器端源代码如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <errno.h>
4. #include <string.h>
5. #include <sys/types.h>
6. #include <netinet/in.h>
7. #include <sys/socket.h>
8. #include <sys/wait.h>
9. #include <unistd.h>
10. #include <arpa/inet.h>
11. #include <openssl/ssl.h>
12. #include <openssl/err.h>
14. #define MAXBUF 1024
15. /************关于本文档********************************************
16. *filename: ssl-server.c
17. *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
18. *wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立发(http://zhoulifa.bokee.com)
19. Linux爱好者 Linux知识传播者 SOHO族 开发者 最擅长C语言
20. *date time:2007-02-02 19:40
21. *Note: 任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途
22. * 但请遵循GPL
23. *Thanks to:Google
24. *Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力
25. * 科技站在巨人的肩膀上进步更快！感谢有开源前辈的贡献！
26. *********************************************************************/
27. int main(int argc, char **argv)
28. {
29.     int sockfd, new_fd;
30.     socklen_t len;
31.     struct sockaddr_in my_addr, their_addr;
32.     unsigned int myport, lisnum;
33.     char buf[MAXBUF + 1];
34.     SSL_CTX *ctx;
36.     if (argv[1])
37.         myport = atoi(argv[1]);
38.     else
39.         myport = 7838;
41.     if (argv[2])
42.         lisnum = atoi(argv[2]);
43.     else
44.         lisnum = 2;
46.     /* SSL 库初始化 */
47.     SSL_library_init();
48.     /* 载入所有 SSL 算法 */
49.     OpenSSL_add_all_algorithms();
50.     /* 载入所有 SSL 错误消息 */
51.     SSL_load_error_strings();
52.     /* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX ，即 SSL Content Text */
53.     ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
54.     /* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */
55.     if (ctx == NULL) {
56.         ERR_print_errors_fp(stdout);
57.         exit(1);
58.     }
59.     /* 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 */
60.     if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, argv[4], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
61.         ERR_print_errors_fp(stdout);
62.         exit(1);
63.     }
64.     /* 载入用户私钥 */
65.     if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, argv[5], SSL_FILETYPE_PEM) <= 0) {
66.         ERR_print_errors_fp(stdout);
67.         exit(1);
68.     }
69.     /* 检查用户私钥是否正确 */
70.     if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx)) {
71.         ERR_print_errors_fp(stdout);
72.         exit(1);
73.     }
75.     /* 开启一个 socket 监听 */
76.     if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
77.         perror("socket");
78.         exit(1);
79.     } else
80.         printf("socket created/n");
82.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
83.     my_addr.sin_family = PF_INET;
84.     my_addr.sin_port = htons(myport);
85.     if (argv[3])
86.         my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);
87.     else
88.         my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
90.     if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))
91.         == -1) {
92.         perror("bind");
93.         exit(1);
94.     } else
95.         printf("binded/n");
97.     if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
98.         perror("listen");
99.         exit(1);
100.     } else
101.         printf("begin listen/n");
103.     while (1) {
104.         SSL *ssl;
105.         len = sizeof(struct sockaddr);
106.         /* 等待客户端连上来 */
107.         if ((new_fd =
108.              accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,
109.                     &len)) == -1) {
110.             perror("accept");
111.             exit(errno);
112.         } else
113.             printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d/n",
114.                    inet_ntoa(their_addr.sin_addr),
115.                    ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);
117.         /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
118.         ssl = SSL_new(ctx);
119.         /* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */
120.         SSL_set_fd(ssl, new_fd);
121.         /* 建立 SSL 连接 */
122.         if (SSL_accept(ssl) == -1) {
123.             perror("accept");
124.             close(new_fd);
125.             break;
126.         }
128.         /* 开始处理每个新连接上的数据收发 */
129.         bzero(buf, MAXBUF + 1);
130.         strcpy(buf, "server->client");
131.         /* 发消息给客户端 */
132.         len = SSL_write(ssl, buf, strlen(buf));
134.         if (len <= 0) {
135.             printf
136.                 ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n",
137.                  buf, errno, strerror(errno));
138.             goto finish;
139.         } else
140.             printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！/n",
141.                    buf, len);
143.         bzero(buf, MAXBUF + 1);
144.         /* 接收客户端的消息 */
145.         len = SSL_read(ssl, buf, MAXBUF);
146.         if (len > 0)
147.             printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据/n",
148.                    buf, len);
149.         else
150.             printf
151.                 ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n",
152.                  errno, strerror(errno));
153.         /* 处理每个新连接上的数据收发结束 */
154.       finish:
155.         /* 关闭 SSL 连接 */
156.         SSL_shutdown(ssl);
157.         /* 释放 SSL */
158.         SSL_free(ssl);
159.         /* 关闭 socket */
160.         close(new_fd);
161.     }
163.     /* 关闭监听的 socket */
164.     close(sockfd);
165.     /* 释放 CTX */
166.     SSL_CTX_free(ctx);
167.     return 0;
168. }

客户端源代码如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <string.h>
3. #include <errno.h>
4. #include <sys/socket.h>
5. #include <resolv.h>
6. #include <stdlib.h>
7. #include <netinet/in.h>
8. #include <arpa/inet.h>
9. #include <unistd.h>
10. #include <openssl/ssl.h>
11. #include <openssl/err.h>
13. #define MAXBUF 1024
15. void ShowCerts(SSL * ssl)
16. {
17.     X509 *cert;
18.     char *line;
20.     cert = SSL_get_peer_certificate(ssl);
21.     if (cert != NULL) {
22.         printf("数字证书信息:/n");
23.         line = X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), 0, 0);
24.         printf("证书: %s/n", line);
25.         free(line);
26.         line = X509_NAME_oneline(X509_get_issuer_name(cert), 0, 0);
27.         printf("颁发者: %s/n", line);
28.         free(line);
29.         X509_free(cert);
30.     } else
31.         printf("无证书信息！/n");
32. }
33. /************关于本文档********************************************
34. *filename: ssl-client.c
35. *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
36. *wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立发(http://zhoulifa.bokee.com)
37. Linux爱好者 Linux知识传播者 SOHO族 开发者 最擅长C语言
38. *date time:2007-02-02 20:10
39. *Note: 任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途
40. * 但请遵循GPL
41. *Thanks to:Google
42. *Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力
43. * 科技站在巨人的肩膀上进步更快！感谢有开源前辈的贡献！
44. *********************************************************************/
45. int main(int argc, char **argv)
46. {
47.     int sockfd, len;
48.     struct sockaddr_in dest;
49.     char buffer[MAXBUF + 1];
50.     SSL_CTX *ctx;
51.     SSL *ssl;
53.     if (argc != 3) {
54.         printf
55.             ("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",
56.              argv[0], argv[0]);
57.         exit(0);
58.     }
60.     /* SSL 库初始化，参看 ssl-server.c 代码 */
61.     SSL_library_init();
62.     OpenSSL_add_all_algorithms();
63.     SSL_load_error_strings();
64.     ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_client_method());
65.     if (ctx == NULL) {
66.         ERR_print_errors_fp(stdout);
67.         exit(1);
68.     }
70.     /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */
71.     if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
72.         perror("Socket");
73.         exit(errno);
74.     }
75.     printf("socket created/n");
77.     /* 初始化服务器端（对方）的地址和端口信息 */
78.     bzero(&dest, sizeof(dest));
79.     dest.sin_family = AF_INET;
80.     dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
81.     if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {
82.         perror(argv[1]);
83.         exit(errno);
84.     }
85.     printf("address created/n");
87.     /* 连接服务器 */
88.     if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {
89.         perror("Connect ");
90.         exit(errno);
91.     }
92.     printf("server connected/n");
94.     /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */
95.     ssl = SSL_new(ctx);
96.     SSL_set_fd(ssl, sockfd);
97.     /* 建立 SSL 连接 */
98.     if (SSL_connect(ssl) == -1)
99.         ERR_print_errors_fp(stderr);
100.     else {
101.         printf("Connected with %s encryption/n", SSL_get_cipher(ssl));
102.         ShowCerts(ssl);
103.     }
105.     /* 接收对方发过来的消息，最多接收 MAXBUF 个字节 */
106.     bzero(buffer, MAXBUF + 1);
107.     /* 接收服务器来的消息 */
108.     len = SSL_read(ssl, buffer, MAXBUF);
109.     if (len > 0)
110.         printf("接收消息成功:'%s'，共%d个字节的数据/n",
111.                buffer, len);
112.     else {
113.         printf
114.             ("消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n",
115.              errno, strerror(errno));
116.         goto finish;
117.     }
118.     bzero(buffer, MAXBUF + 1);
119.     strcpy(buffer, "from client->server");
120.     /* 发消息给服务器 */
121.     len = SSL_write(ssl, buffer, strlen(buffer));
122.     if (len < 0)
123.         printf
124.             ("消息'%s'发送失败！错误代码是%d，错误信息是'%s'/n",
125.              buffer, errno, strerror(errno));
126.     else
127.         printf("消息'%s'发送成功，共发送了%d个字节！/n",
128.                buffer, len);
130.   finish:
131.     /* 关闭连接 */
132.     SSL_shutdown(ssl);
133.     SSL_free(ssl);
134.     close(sockfd);
135.     SSL_CTX_free(ctx);
136.     return 0;
137. }

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 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
具体请参考 “OpenSSL体系下使用密钥数字证书等”

如果想对SSL有更深入的了解，请学习计算机安全相关的内容，尤其是非对称加密技术。
如果想对SSL库的源代码有深入学习，请去 www.openssl.org 下载源码来阅读。

或者阅读“SSL连接建立过程分析”其目录下如：

SSL连接建立过程分析(1)

1. 应用程序接口

1.1 SSL初始化

1.2 建立SSL新连接
1.3 SSL通信
1.4 SSL释放
2. SSL实现分析
2.1 SSL_load_error_strings
2.2 SSLeay_add_ssl_algorithms()
2.3 SSL23_server_method()
2.4 SSL23_client_method()
2.5 SSL_CTX_new ()
SSL连接建立过程分析(2)

2.6 SSL_CTX_set_default_passwd_cb[_userdata]()
2.7 SSL_CTX_use_certificate_file()
2.8 SSL_CTX_use_PrivateKey_file()
2.9 SSL_CTX_check_private_key()
2.10 SSL_new
2.11 SSL_set_fd
SSL连接建立过程分析(3)

2.12 SSL_accept
SSL连接建立过程分析(4)

2.13 SSL_connect
SSL连接建立过程分析(5)

2.14 SSL_read
SSL连接建立过程分析(6)

2.15 SSL_write