SSL通信流程函数封装

OpenSSL的API使用起来与我们常用的普通网络通信函数大同小异，主要分为初始化阶段、密钥载入及验证阶段、创建SSL（类似于文件描述符（套结字）创建函数socket）阶段、绑定套结字阶段（类似于bind函数）、请求建立连接阶段（客户端特有，类似于connect）、接受连接请求阶段（服务端特有，类似于accept函数）、数据收发阶段（类似于read和write）、结束连接阶段以及结束监听阶段（类似于close）。为了让SSL通信过程更加清晰明了，故自己用C语言封装了5个主要函数，让SSL通信流程为开发者快速掌握、一目了然。

SSL通信流程函数封装：

1、SSL初始化：

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1. int ssl_init(SSL_CTX *ctx)  
2. {  
3.     /* SSL 库初始化 */  
4.     SSL_library_init();  
5.     /* 载入所有 SSL 算法 */  
6.     OpenSSL_add_all_algorithms();  
7.     /* 载入所有 SSL 错误消息 */  
8.     SSL_load_error_strings();  
9.     /* 以 SSL V2 和 V3 标准兼容方式产生一个 SSL_CTX ，即 SSL Content Text */  
10.     ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());  
11.     /* 也可以用 SSLv2_server_method() 或 SSLv3_server_method() 单独表示 V2 或 V3标准 */  
12.     if (ctx == NULL)   
13.     {  
14.         ERR_print_errors_fp(stderr);  
15.         return -1;  
16.     }  
17. }  

2、密钥载入及验证：

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1. int ssl_load(SSL_CTX *ctx, char *certificate, char *privateKey)  
2. {  
3.     if (NULL == ctx || NULL == certificate || NULL == privateKey) return -1;  
4.     /* 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 */  
5.     if (SSL_CTX_use_certificate_file(ctx,certificate, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)  
6.     {  
7.         ERR_print_errors_fp(stderr);  
8.         return -1;  
9.     }  
10.     /* 载入用户私钥 */  
11.     if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, privateKey, SSL_FILETYPE_PEM) <= 0)  
12.     {  
13.         ERR_print_errors_fp(stderr);  
14.         return -1;  
15.     }  
16.     /* 检查用户私钥是否正确 */  
17.     if (!SSL_CTX_check_private_key(ctx))  
18.     {  
19.         ERR_print_errors_fp(stderr);  
20.         return -1;  
21.     }  
22. }  

3、服务端创建SSL对象并绑定套结字,接受指定端口（或指定地址）的连接请求：

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1. int ssl_accept(SSL_CTX *ctx, int *sockfd, SSL **ssl, char *port, char *addr)  
2. {  
3.     struct sockaddr_in my_addr, their_addr;  
4.     int new_fd, len = sizeof(struct sockaddr);  
5.     if (NULL == ctx || NULL == socked || NULL == ssl || NULL == port) return -1;  
6.     /* 开启一个 socket 监听 */  
7.     if ((*sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)  
8.     {  
9.         perror("socket");  
10.         return -1;  
11.     }  
12.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));  
13.     my_addr.sin_family = PF_INET;  
14.     my_addr.sin_port = htons(port);  
15.     if (addr)  
16.         my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(addr);  
17.     else  
18.         my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  
19.     if (bind(*sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0)  
20.     {  
21.         perror("bind");  
22.         return -1;  
23.     }  
24.     if (listen(*sockfd, 3) < 0)  
25.     {  
26.         perror("listen");  
27.         return -1;  
28.     }  
29.     /* 等待客户端连上来 */  
30.     bzero(&their_addr, sizeof(their_addrr));  
31.     if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr, &len)) < 0)  
32.     {  
33.         perror("accept");  
34.         return -1;  
35.     }  
36.     else  
37.         printf("server: got connection from %s, port %d, 
38.                 socket %d\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr),  
39.                 ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);  
40.     /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */  
41.     *ssl = SSL_new(ctx);  
42.     /* 将连接用户的 socket 加入到 SSL */  
43.     SSL_set_fd(*ssl, new_fd);  
44.     /* 建立 SSL 连接 */  
45.     if (SSL_accept(*ssl) < 0)  
46.     {  
47.         perror("accept");  
48.         close(new_fd);  
49.         return -1;  
50.     }  
51.     return new_fd;  
52. }  

4、客户端创建SSL对象并绑定套结字,向指定端口、地址发起连接请求：

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1. int ssl_connect(SSL_CTX *ctx, int *sockfd, SSL **ssl, char *port, char *addr)  
2. {  
3.     struct sockaddr_in dest;  
4.     if (NULL == ctx || NULL == sockfd ||  
5.         NULL == ssl || NULL == port || NULL == addr)  
6.         return -1;  
7.     /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */  
8.     if ((*sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)  
9.     {  
10.         perror("Socket");  
11.         return -1;  
12.     }  
13.     /* 初始化服务器端（对方）的地址和端口信息 */  
14.     bzero(&dest, sizeof(dest));  
15.     dest.sin_family = AF_INET;  
16.     dest.sin_port = htons(atoi(port));  
17.     if (inet_aton(addr, (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0)  
18.     {  
19.         perror(addr);  
20.         return -1;  
21.     }  
22.     /* 连接服务器 */  
23.     if (connect(*sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) < 0)  
24.     {  
25.         perror("Connect ");  
26.         return -1;  
27.     }  
28.     /* 基于 ctx 产生一个新的 SSL */  
29.     *ssl = SSL_new(ctx);  
30.     SSL_set_fd(*ssl, *sockfd);  
31.     /* 建立 SSL 连接 */  
32.     if (SSL_connect(*ssl) < 0)  
33.     {  
34.         ERR_print_errors_fp(stderr);  
35.         return -1;  
36.     }  
37.     return 0;  
38. }  

5、数据收发阶段采用SSL_read、SSL_write函数，用法跟read、write一样，用SSL对象指针代替文件描述符（套结字）即可。

6、结束连接阶段以及结束监听阶段：

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1. int ssl_close(SSL_CTX *ctx, SSL *ssl, int sockfd, int new_fd)  
2. {  
3.     if (NULL == ctx || NULL == ssl || sockfd < 0 || new_fd < 0) return -1;  
4.     /* 关闭 SSL 连接 */  
5.     SSL_shutdown(ssl);  
6.     /* 释放 SSL */  
7.     SSL_free(ssl);  
8.     /* 关闭 socket（服务端专用） */  
9.     if (new_fd)  
10.         close(new_fd);  
11.     /* 关闭监听的 socket */  
12.     close(sockfd);  
13.     /* 释放 CTX */  
14.     SSL_CTX_free(ctx);  
15.     return 0;  
16. }