openssl TLS 1.3 学习1

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一、资源

        TLS1.3 正式版本还未发布，截止2018-4-26日为止，草案版本为28，URL为：

        https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-tls-tls13/ ，网站截图：

                                                                                                                    TLS1.3草案

openssl早已开始支持TLS1.3协议，目前最新版本为 openssl-1.1.1-pre5。感兴趣的同学可以一起来研究一下。

二、搭建环境

2.1编译安装

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

             make

             make install

             加-d参数是为了gdb调试。

2.2 建立CA 并发两张证书

        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

        启动服务端：

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

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

        启动客户端：

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

                            -key c.key -cipher TLS_AES_256_GCM_SHA384 -state

        环境搭建完毕。

三、研究内容

       学习总需要有一个切入点，采用哪个？ 顺便选一个吧：对称密钥是如何生成的？先看理论：

                                                                                                                                完整握手过程

             这是一个典型的非常完整的握手过程，这里只显示了网络上的消息，我们把客户端和服务端内部要处理的

             过程也做标记，如下图，红色为交互的消息，蓝色为后台处理。

                                                                                                                            收发消息及其处理

                     再进一步，我们将每条消息加密的密钥标出来，这里涉及4个密钥：

                    握手过程-服务端写密钥（keyA）、握手过程-服务端读密钥（keyB）、应用-服务端写密钥(keyC)、应用-服务端读密钥(keyD)。如下图所示：

                                                                                                                                      密钥产生及标注

                     setup密钥会调用 tls13_enc.c 的 tls13_change_cipher_state 函数，可以将断点定在

                    tls13_change_cipher_state 函数，执行上面的两条命令（s_client和s_server）来确定客户端和服务端分别在哪个阶段启用了哪个密钥。

                    tls13_change_cipher_state函数大体上不复杂，简化如下（未研究early data，只与上面过程匹配）：

                                                                                                                                           密钥启用

                   感兴趣的话，可以自己gdb一下，既可以熟悉源码，也可以熟悉协议。