OpenSSL源码的记录层解析

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ＳＯＶＩ＇ＷＡＲＥＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＡＮＤＤＥＳＩＧＮ

加密以及添加协议头。

３

计算ＭＡＣ值

这个计算是将握手协议中传递过来的Ｆｉｎｉｓｈｅｄ数据包进行

ＨＡＳＨ计算。选择的ＨＡＳＨ算法由在ＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏ中选择的套件来确定。具体过程如图３所示。

图３ＭＡＣ运算

ＭＡＣ＿ｓｅｃｒｅｔ＿ｋｅｙ

ＭＡＣ＿ｓｅｃｒｅＬｋｅｙ分Ｃｌｉｅｎｔ＿ｗｒｉｔｅ＿ＭＡＣ＿ｓｅｘ－ｒ℃ｔ和Ｓｅｒｖ—ｅｒ＿ｗｒｉｔｃ＿ＭＡＣ—ｓｅｃｒｅｔ两种，其中Ｃｌｉｅｎｔｗｄｔｅ＿ＭＡＣ＿ｓｅｘａ＇ｅｔ是客户端对发送的数据进行ＭＡＣ运算时用到的ｋｅｙ，而Ｓｅｒｖ—ｃｒ＿ｗｒｉｍ＿ＭＡＣ＿ｋｃｙ则是服务器对发送的数据进行ＭＡＣ运算时用到的ｋｅｙ。

Ｃｌｉｃｎｔ＿ｗｒｉｔｅ＿ＭＡＣ＿ｓｅｃｒｅｔ和Ｓｅｒｖｅｒ＿ｗｒｉｔｅ＿ＭＡＣ＿ｓｅｃｒｅｔ均来自于数据ｋｅｙ＿ｂｌｏｃｋ。

（１）ｐａｄｌ与ｐａｄ２

ｐａｄｌ是数组，其中数组的每一个元素都是０ｘ３６。ｐａｄ２也是数组，数组的每一个元素都是０ｘ５ｅ。

在进行ＨＡＳＨ计算时，使用的ｐａｄｌ和ｐａｄ２数组元素的长度是由ＨＡＳＨ算法决定的，不妨设ＨＡＳＨ的结果长度是ＭＤ—ＳＩＺＥ（如果是ＭＤ５，ＭＤ＿ＳＩＺＥ就是１６，如果是ＳＨＡＩ就是２０）。那么填充的ｐａｄｌ和ｐａｄ２的长度均是（４８，ＭＤ＿ＳＩＺＥ）幸ＭＤ＿ＳＩＺＥ。

．

（２）ｓｅｑｕｅｎｃｅ

０ｐｅｎｓＳＬ为每一个经过ＭＡＣ运算的数据包分配一个

ｓｅｑｕｅｎｃｅ，为８个字节，初始值全为０，客户端发送Ｆｉｎｉｓｈｅｄ数据包时第一个经过ＭＡＣ运算的数据包，故其ｓｅｑｕｅｎｃｅ全为０，而后的Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄａｔａ中的数据包在ＭＡＣ过程中，其￥ｅ．ｑｕｅｎｃｅ的值依次递增，让每一个经过ＭＡＣ运算的数据包分配的ｓｅｑｕｅｎｃｅ的值均不同。

（３）记录协议类型、包长度与数据包

记录协议类型为２２，即ｈａｎｄｓｈａｋｅ，数据包为握手过程中产生的数据包。

其实这３个数据块组成的数据与从握手过程中传送过来的数据包添加记录层协议后的结果非常相似，对于不经过ＭＡＣ过程和加密过程的数据包来说，经过记录协议的封装后的结果如图４所示。

一

图４记录协议封装后数据包

万方数据

软件开发与设计

在ＭＡＣ运算中，使用的记录协议类型、包长度与数据包的组合即将图４中的结果去掉版本３．０后的结果，即如图５所示。

２２

长度

ｌ数据包Ｉ

图５记录协议类型、包长度和数据包

其中：２２是指记录协议类型，２２代表了该数据包ｈａｎｄ—ｓｈａｋｅ类璎数据包，占一个字节；长度是指从握手协议中传送过来的数据包的长度，占２个字节；数据包是指从握手协议中传送过来的数据包。对于客户端发送的Ｆｉｎｉｓｈｅｄ而言，记录协议类型、包长度和数据包组成的数据如图６所示。

图６记录协议类型、包长度和数据包

．

【Ｆｉｎｉｓｈｅｄ数据包为例）

４

加密

加密函数的函数名为ｓｄ３＿ｅｎｃ０，加密函数的实现体在文

件ｓｓｌ、ｓ３＿ｅｎｃ．Ｃ中。４，１加密函数的实现

在这个函数中，首先根据ｓ一＞ｅｎｅ＿ｗｒｉｔｅ＿ｃｔｘ通过函数

ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ＿ＣＴＸ＿ｃｉｐｈｅｒ

０来获得ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ结构变量。

而在ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ＿ＣＴＸ＿ｅｉｐｈｅｒ０函数中，获得的ＥＶＰ＿ＣＩ—ＰＨＥＲ结构来自于８一＞ｅｎｃ＿ｗｒｉｔｅ＿ｃｔｘ下的变量ｃｉｐｈｅｒ。然后通过函数ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ—ｂｌｏｃｋ＿ｓｉｚｅ０从ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ结构下的变量ｂｌｏｃｋ＿ｓｉｚｅ中获得分块长度。对于分块长度为ｌ的，如果用的是流加密，则不需要对这个数据进行填充；对于分块长度不为１的，如果用的是块加密，则需要将数据填充到块长度的整数倍，其填充的方法是在填充的最后一个字节的数值是填充长度减ｌ，其他的填充位置上不进行设置数值。然后通过调用ＥＶＰＣｉｐｈｅｒ

０来使用相应的加密算法对这些数据进行

加密。

４．２获取结构体

在客户端和服务器发送Ｃｈａｎｇｅ

Ｃｉｐｈｅｒ

Ｓｐｅｃ数据包后，两

者都会去调用函数ｓｓｌ３＿ｃｈａｎｇｅ＿ｃｉｐｈｅｒ＿ｓｔａｔｅ０来设置密钥。而在函数ｓｓｌ３＿ｅｈａｎｇｅ＿ｃｉｐｈｅｒ．＿ｓｔａｔｅ０中，调用了函数ＥＶＰ＿Ｃｉ－

ｐｈｅｒＩｎｉｔ＿ｅｘ０来对ｓ一＞ｅｎｃ—ｗｒｉｔｅ＿ｃｔｘ进行了设置，即对ｓ－＞

ｅｎｃ＿ｍｒｉｔｅ

ｃｔｘ所对应的结构体ＥＶＰ＿＿ＣＩＰＨＥＲ＿ＣＴＸ的各个变量

进行设置。而ＥＶＰ＿ＣｉｐｈｅｒＩｎｉｔ＿ｅｘ０的传入参数有ＥＶＰ＿ＣＩ—ＰＬＩＥＲ结构变量、ｋｅｙ和ｉｖ。

ＥＶＰ

ＣＩＰＨＥＲ结构变量，在ＳｅｒｖｅｒＨｅＨｏ中选择的套件对

应的结构为ＳＳＬＣＩＰＨＥＲ，根据该结构下的变量ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ的值。通过调用函数ＥＶＰ＿ｇｅＬｃｉｐｈｅｒｂｙｎａｍｅ（）来获得一个ＥＶＰ＿ＣＩＰＨＥＲ类型的结构体，而这个结构体就是上面所需的结构体。

５

结语

ＯｐｅｎＳＳＬ记录协议层封装了高层协议的数据，协议数据采

用ＳＳＬ握手协议中协商好的加密算法及ＭＡＣ算法来保护。记

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