OpenSSL源码的记录层解析

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电脑编程技巧与维护

ＯｐｅｎＳＳＬ源码的记录层解析

张艺博

（河南经贸职业学院信息管理系，郑州４５００５３）

摘要：讲解了在ＳＳＬ握手过程中产生的数据包在经过记录层时是怎样被封装的，经历了哪几个过程，并对这些数据包可能经过的所有过程进行了全面的解析。

关键词：ＯｐｅｎＳＳＬ；握手协议；加密函数；记录层协议

ＯｐｅｎＳＳＬＳｏｕｒｃｅＣｏｄｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＲｅｃｏｒｄｉｎｇＬａｙｅｒ

ＺｔｔＡＮＧＹｉｂｏ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ

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ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＨｅＮａｎＥｃｏｎｏｍｙａｎｄＴｒａｄｅＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｚｈｏｕ４５００５３）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅＳＳＬｈａｎｄｓｈａｋｅｐａｃｋｅｔｓｇｅｎｅｒａｔｅｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｒｄｉｎｇｌａｙｅｒｉｓｂｅｉｎｇｐａｃｋ—

ａｌｌｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｇｏｉｎｇｔｏｂｅａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ．ａｇｅｄ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｇｏｎｅｔｈｒｏｕｇｈｓｅｖｅｒａｌｏｆｔｈｏｓｅｐａｃｋｅｔｓ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯｐｅｎＳＳＬ；ｈａｎｄｓｈａｋｅｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｒｅｃｏｒｄｌａｙｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌ

ｌ

引言

ＳＳＬ是一种在客户端和服务器端之间建立安全通道的协

长度，故不需要分段。又如ＣｌｉｅｎｔＨｅｌｌｏ等数据包只经过添加协议头这个处理过程，而Ｆｉｎｉｓｈｅｄ数据包则要经过加ＭＡＣ值、加密处理、添加协议头等过程。

对于不同的数据包，所发送的数据包组成结构将由所不同。对于从握手过程中传输出来的不同的数据包的第一个字节也不同，分别表示了该数据包的类型，即该数据包是从哪个过程中产生的。除了Ｆｉｎｉｓｈｅｄ数据包之外，表示数据包类型的数据都可以直接从最后的数据包中直接获得。具体如图２所示。

’

议。ＳＳＬ一经提出，就在Ｉｎｔｅｍｅｔ上得到广泛的应用。ＳＳＬ常用来保护Ｗｅｂ的安全，这主要是为了保护存有敏感信息的Ｗｅｂ服务器的安全，消除用户在ｉｎｔｅｒａｃｔ上数据传输的安全顾虑。ＯｐｅｎＳＳＬ是一个支持ＳＳＬ认证的服务器，它是一个源码开放的自由软件，支持多种操作系统。ＯｐｅｎＳＳＬ软件的目的是实现一个完整的、健壮的、商业级的开放源码工具，通过强大的加密算法来实现建立在传输层之上的安全性。ＯｐｅｎＳＳＬ包含一套ＳＳＬ协议的完整接口，应用程序应用它们可以很方便地建立起安伞套接层，进而能够通过网络进行安全的数据传输。

记录协议处理握手过程散鼍包

Ｓｅｒｖｅｒ

Ｃｋ，ｎｔＨｅｌｌｏ

２

记录层处理数据包

在ＳＳＬ通信中，握手协议中产生的数据包向下层传递，

．ＳｅｒｖＨＨ—ｏ

２２Ｉ２２ｌ２２ｌ

３３

００

ｌ长度ｌ致据包（１）１Ｉ长度ｌ数据包（２）１Ｉ长度｝数据包（１１ｊｌ长度Ｉ数据包（１２ｊｌ长度Ｉ数据包（１３ｊｌ长度Ｉ数据包（１４ｊｉ长度Ｉ数据包（１１ｊ．ｌ长度ｌ数据包（１６｛．

阶段３阶段２

到达记录协议，然后记录协议对这些数据包进行分组、压缩、ＨＡＳＨ、加密和封装，最后将其发送。

记录层对数据包的处理过程如图１所示。

．ｃＨ蠊∞ｋ

３００００

．ＳｅｒｖｅｒＫｅｙＥｘｄｌａｎｇｅ｝２２｝３．ＣｅｒＵｆｌｃａｔｅＩｋ－ｃｌｕｅｓｔ｝２２ｉ

．ＳｅｒｖｅｒＨｅｌｌｏＤｏｎｅ

３３

２２ｌ２２Ｉ２２ｌ２２Ｉ２０Ｉ２２ｌ２０Ｉｌ２２Ｉ

上层瓷辩广——————————厂——西品磊■————ｒ——————］

分段处理压缩处理

ＦｒａｇｍｅｎｔＣｏｍｐｒｅｓｓＣｏｍｐｒｅｓｓ

ＳＳＬ记录协议处理数据包过控

ｃｅ一６口协

３３３

ｌ

００

＝＝二二ｅ＝＝一

ｌ

ＭＡＣ

ｌ

（１ｉｅｎｔＩｃ州Ｅｘｃｈａｎｇｅ

（ｅｒ６ｆｌｃｊｔｅＶｅｒｉｆｙ

ｆ０｝长度｜数据包（１５ｊ．

０００

ＪｍＭＡＣ僵ｌ

抽密处鼍

ｒｉ—．————－—ＪＬ—————１ｊ—＿１；＝二ｊ［＝＝＝＝＝

ｌ

ＥｎｔｒｙｐｌＥｎｃ，ｙｐｔ

ｃｈａ旭ｅｃ帅Ｈｓｐｅｃ

ｆｉｎｉｄｌｅｄ

．ＣｈａｎｇｅＯｐｈｅｒＳｐｅｃ．ｆｉｎｉｓｈｅｄ

３３３３

Ｉ长度ｌ数据色（１）１．Ｉ长度Ｉ加密数据（２Ｄ！ｌ长度Ｉ数据包（１）ＩＩ长度Ｉ加密数撂（∞Ｈ

阶段４

ｌ

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加协议头ＩＨＩ

图１ＳＳＬ记录协议处理数据包过程

在ＳＳＬ握手过程中的数据包并非每个数据包都要进行分组、压缩、ＨＡＳＨ、加密和封装这几个步骤，如在没有压缩算法的情况下，所有的数据包都不会经过压缩处理这个环节。而对于握手协议中的数据包，都不需要经过分段处理这个过程，握手过程中传送的数据都比较短，没有超出分段的最大本文收稿１３期：２００９—２—１５

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洼：括号中的数字是代衰了备教嚣包的类型

ｌ

０

图２记录协议处理握手过程的数据包

由图２，很容易看到．除了客户端发送的Ｆｉｎｉｓｈｅｄ消息和服务器发送的Ｆｉｎｉｓｈｅｄ消息外，其他消息的处理过程都只是在握手过程中产生消息的基础上添加一个协议头组成。而客户端和服务器发送的Ｆｉｎｉｓｈｅｄ消息则经过了计算ＭＡＣ值，进行

万方数据