openssl TLS 1.3 學(xué)習(xí)1

forxy

一、資源

        TLS1.3 正式版本還未發(fā)布，截止2018-4-26日為止，草案版本為28，URL為：

        https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-tls-tls13/ ，網(wǎng)站截圖：

                                                                                                                    TLS1.3草案

openssl早已開(kāi)始支持TLS1.3協(xié)議，目前最新版本為 openssl-1.1.1-pre5。感興趣的同學(xué)可以一起來(lái)研究一下。

二、搭建環(huán)境

2.1編譯安裝

            ./config -d --prefix=/usr/local/openssl-1.1.1-pre5

             make

             make install

             加-d參數(shù)是為了gdb調(diào)試。

2.2 建立CA 并發(fā)兩張證書(shū)

        export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/openssl-1.1.1-pre5/lib

       export PATH=$PATH:./

         cd /usr/local/openssl-1.1.1-pre5/ssl/misc

         cp .././../bin/openssl .

        ./CA.pl -newca

       ./openssl req -newkey rsa:1024 -keyout s.key -out sreq.pem

         ./openssl req -newkey rsa:1024 -keyout c.key -out creq.pem

        ./openssl ca -in sreq.pem -out s.pem

        ./openssl ca -in creq.pem -out c.pem

        啟動(dòng)服務(wù)端：

      ./openssl s_server -tls1_3 -CAfile demoCA/cacert.pem -cert s.pem

                    -key s.key -cipher TLS_AES_256_GCM_SHA384 -state -Verify 1

        啟動(dòng)客戶端：

        ./openssl s_client -tls1_3 -CAfile demoCA/cacert.pem -cert c.pem

                            -key c.key -cipher TLS_AES_256_GCM_SHA384 -state

        環(huán)境搭建完畢。

三、研究?jī)?nèi)容

       學(xué)習(xí)總需要有一個(gè)切入點(diǎn)，采用哪個(gè)？ 順便選一個(gè)吧：對(duì)稱密鑰是如何生成的？先看理論：

                                                                                                                                完整握手過(guò)程

             這是一個(gè)典型的非常完整的握手過(guò)程，這里只顯示了網(wǎng)絡(luò)上的消息，我們把客戶端和服務(wù)端內(nèi)部要處理的

             過(guò)程也做標(biāo)記，如下圖，紅色為交互的消息，藍(lán)色為后臺(tái)處理。

                                                                                                                            收發(fā)消息及其處理

                     再進(jìn)一步，我們將每條消息加密的密鑰標(biāo)出來(lái)，這里涉及4個(gè)密鑰：

                    握手過(guò)程-服務(wù)端寫(xiě)密鑰（keyA）、握手過(guò)程-服務(wù)端讀密鑰（keyB）、應(yīng)用-服務(wù)端寫(xiě)密鑰(keyC)、應(yīng)用-服務(wù)端讀密鑰(keyD)。如下圖所示：

                                                                                                                                      密鑰產(chǎn)生及標(biāo)注

                     setup密鑰會(huì)調(diào)用 tls13_enc.c 的 tls13_change_cipher_state 函數(shù)，可以將斷點(diǎn)定在

                    tls13_change_cipher_state 函數(shù)，執(zhí)行上面的兩條命令（s_client和s_server）來(lái)確定客戶端和服務(wù)端分別在哪個(gè)階段啟用了哪個(gè)密鑰。

                    tls13_change_cipher_state函數(shù)大體上不復(fù)雜，簡(jiǎn)化如下（未研究early data，只與上面過(guò)程匹配）：

                                                                                                                                           密鑰啟用

                   感興趣的話，可以自己gdb一下，既可以熟悉源碼，也可以熟悉協(xié)議。