OpenSSL-Async mode

最新推荐文章于 2024-06-25 09:45:26 发布

Remy1119

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分类专栏：密码学 SSL/TLS 文章标签： OpenSSL

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u011130578/article/details/95689591

OpenSSL的异步模式（Async mode）实现了硬件加速卡的异步I/O操作，通过asyyn job结构处理加密解密任务。在该模式下，CPU在job执行时可以切换上下文，用户需主动检查job状态。主要涉及的数据结构包括ASYNC_JOB和async_ctx，以及相关API如SSL_CTX_set_mode。在handshake过程中，通过ASYNC_pause_job和ASYNC_start_job管理job的运行状态，完成加密解密任务。在QAT engine中，该流程用于RSA加密解密等操作。

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一、Async mode的功能

Asyn mode是OpenSSL支持异步I/O（AIO）的模式，在这个模式下openssl把硬件加速卡等不占用cpu的操作剥离出来，单独交给一个叫asyn job的结构去做。在asyn job执行的过程中，cpu可以把当前任务暂停，切换上下文（保存/恢复栈，寄存器等，用__setjump, longjump实现）返回给user。User需要主动（或者等待硬件加速卡的事件通知）去poll这个async job的状态，是否是ASYNC_FINISHED状态。如果是，说明之前的任务已经完成，则可以继续后面的操作（取回加密/解密结果）。

二、Async相关数据结构

比较重要的数据结构：

ASYNC_JOB: fibrectx用来保存和恢复栈、寄存器；waitctx指向SSL的waitctx。

async_ctx: 全局唯一，currjob指向一个ASYNC_JOB；dispatcher用来保存和恢复栈、寄存器，与ASYNC_JOB的fibrectx配合使用。

三、Async mode相关API

开启Async mode可以使用：SSL_CTX_set_mode(ctx, SSL_MODE_ASYNC)或SSL_set_mode(ssl, SSL_MODE_ASYNC)。在user调用SSL_do_handshake()（SSL_read()/SSL_write()类似）时，会调用到ssl_start_async_job()：

3578 int SSL_do_handshake(SSL *s)
3579 {  
3580     int ret = 1;
3581    
3582     if (s->handshake_func == NULL) {
3583         SSLerr(SSL_F_SSL_DO_HANDSHAKE, SSL_R_CONNECTION_TYPE_NOT_SET);
3584         return -1;
3585     }
3586    
3587     ossl_statem_check_finish_init(s, -1);
3588 
3589     s->method->ssl_renegotiate_check(s, 0);
3590     
3591     if (SSL_in_init(s) || SSL_in_before(s)) {
3592         if ((s->mode & SSL_MODE_ASYNC) && ASYNC_get_current_job() == NULL) {
3593             struct ssl_async_args args;
3594    
3595             args.s = s;
3596    
3597             ret = ssl_start_async_job(s, &args, ssl_do_handshake_intern);
3598         } else {
3599             ret = s->handshake_func(s);
3600         }
3601     }  
3602     return ret;
3603 }

ASYNC_get_current_job()就是返回全局的async_ctx->currjob，如