OpenSSL是一个开放源代码的SSL协议的产品实现,它采用C语言作为开发语言,具备了跨系统的性能。调用OpenSSL 的函数就可以实现一个SSL加密的安全数据传输通道,从而保护客户端和服务器之间数据的安全。
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
基于OpenSSL的程序都要遵循以下几个步骤:
(1 ) OpenSSL初始化
在使用OpenSSL前,必须先对OpenSSL进行初始化,以下的三个函数任选其一:
SSL_library_init(void);
OpenSSL_add_ssl_algorithms();
SSLeay_add_ssl_algorithms();
事实上后面的两个函数只是第一个函数的宏。
如果要使用OpenSSL的出错信息,使用 SSL_load_error_strings (void)进行错误信息的初始化。以后可以使用 void ERR_print_errors_fp(FILE* fp) 打印SSL的错误信息,也可以使用文献[2]中的
printf("Error: %s\n",
ERR_reason_error_string(ERR_get_error())
)方法打印信息。
SSL_library_int(void);
(2 ) 选择会话协议
在利用OpenSSL开始SSL会话之前,需要为客户端和服务器制定本次会话采用的协议,目前能够使用的协议包括TLSv1.0、SSLv2、SSLv3、SSLv2/v3。
需要注意的是,客户端和服务器必须使用相互兼容的协议,否则SSL会话将无法正常进行。
如果是客户端可以使用
SSL_METHOD* TLSv1_client_method(void);TLSv1.0协议
SSL_METHOD* SSLv2_client_method(void);SSLv2协议
SSL_METHOD* SSLv3_client_method(void);SSLv3协议
SSL_METHOD* SSLv23_client_method(void);SSLv2/v3协议服务器同样需要创建本次会话所使用的协议:
SSL_METHOD* TLSv1_server_method(void);
SSL_METHOD* SSLv2_server_method(void);
SSL_METHOD* SSLv3_server_method(void);
SSL_METHOD* SSLv23_server_method(void);
需要注意的是客户端和服务器需要使用相同的协议。
(3 ) 创建会话环境
在OpenSSL中创建的SSL会话环境称为CTX,使用不同的协议会话,其环境也不一样的。
申请SSL会话环境的OpenSSL函数是:
SSL_CTX_new(SSL_METHOD * method);
当SSL会话环境申请成功后,还要根据实际的需要设置CTX的属性,通常的设置是指定SSL握手阶段证书的验证方式和加载自己的证书。
制定证书验证方式的函数是:
SSL_CTX_set_verify(SSL_CTX *ctx,int mode,int(*verify_callback),int(X509_STORE_CTX *));
加载CA证书的函数是:
SSL_CTX_load_verify_location(SSL_CTX *ctx,const char *Cafile,const char *Capath);
用户证书的函数是:
SSL_CTX_use_certificate_file(SSL_CTX *ctx, const char *file,int type);
用户私钥的函数是:
SSL_CTX_use_PrivateKey_file(SSL_CTX *ctx,const char* file,int type);
在将证书和私钥加载到SSL会话环境之后,就可以调用下面的函数来验证私钥和证书是否相符:
SSL_CTX_check_private_key(SSL_CTX *ctx);
(4) 建立SSL套接字
SSL套接字是建立在普通的TCP套接字基础之上,在建立SSL套接字时可以使用下面的一些函数:
SSL *SSl_new(SSL_CTX *ctx); //申请一个SSL套接字
int SSL_set_fd(SSL *ssl,int fd);) //绑定读写套接字
int SSL_set_rfd(SSL *ssl,int fd); //绑定只读套接字
int SSL_set_wfd(SSL *ssl,int fd); //绑定只写套接字
绑定成功返回1,失败返回0;
(5) 完成SSL握手
在成功创建SSL套接字后,客户端应使用函数SSL_connect( )替代传统的函数connect( )来完成握手过程:int SSL_connect(SSL *ssl);
*ssl);
握手过程完成之后,通常需要询问通信双方的证书信息,以便进行相应的验证,这可以借助于下面的函数来实现:
X509 *SSL_get_peer_certificate(SSL *ssl); //该函数可以从SSL套接字中提取对方的证书信息,这些信息已经被SSL验证过了。
//该函数得到证书所用者的名字。
(6) 进行数据传输
当SSL握手完成之后,就可以进行安全的数据传输了,在数据传输阶段,需要使用SSL_read( )和SSL_write( )来替代传统的read( )和write( )函数,来完成对套接字的读写操作:
int SSL_read(SSL *ssl,void *buf,int num);
int SSL_write(SSL *ssl,const void *buf,int num);
(7 ) 结束SSL通信
当客户端和服务器之间的数据通信完成之后,调用下面的函数来释放已经申请的SSL资源:
int SSL_shutdown(SSL *ssl); //关闭SSL套接字
void SSl_free(SSL *ssl); //释放SSL套接字
void SSL_CTX_free(SSL_CTX *ctx); //释放SSL会话环境