如何用C语言和windows api实现一个基本的ssl协议？（参考资料已备齐）
好的，非常乐意为您详细讲解如何使用 C 语言和 Windows API 实现一个基本的 SSL/TLS 协议。您提到参考资料已备齐，这非常好，因为 SSL/TLS 是一个相当复杂的协议，没有参考资料很难深入理解。
我们将从一个高层次的概述开始，然后逐步深入到具体的 Windows API 函数和 C 语言实现细节。
重要提示：
"基本" SSL/TLS 协议: 我们这里讨论的是 实现一个基本的 SSL/TLS 功能，而不是从零开始编写一个完整的、符合所有 RFC 标准的、生产级别的 SSL/TLS 库。那样的工作量是巨大的，需要专业的密码学知识和大量的开发时间。
Windows CryptoAPI / CNG: Windows 提供了一套强大的加密服务接口，称为 CryptoAPI (较旧) 或 Cryptography API: Next Generation (CNG) (较新且推荐)。我们将主要利用这些 API 来处理加密、解密、证书管理等底层操作，而不是自己实现这些复杂的密码学算法。
协议的复杂性: SSL/TLS 协议本身包含了多个阶段：握手（协商协议版本、加密套件、交换证书、生成会话密钥等）、记录层（对应用数据进行加密和完整性校验）等。我们将侧重于握手过程的概述和数据加密解密的核心逻辑。
整体架构和流程
一个基本的 SSL/TLS 实现，无论是在客户端还是服务器端，都涉及到以下几个主要组件和流程：
1. Socket 编程 (TCP): SSL/TLS 是建立在可靠的传输层协议（通常是 TCP）之上的。所以，首先需要使用 Windows Socket API (`winsock2.h`) 来建立一个 TCP 连接。
2. SSL/TLS 库/API 集成: 这是核心部分。我们将利用 Windows 的加密 API 来管理证书、协商加密套件、进行密钥交换、加密和解密数据。
3. 握手阶段 (Handshake):
Client Hello: 客户端发送一个包含其支持的 SSL/TLS 版本、加密套件、随机数等信息的 "Client Hello" 消息。
Server Hello: 服务器响应 "Server Hello"，选择一个协议版本和加密套件，并发送自己的随机数。
Certificate: 服务器发送其数字证书给客户端，以便客户端验证服务器的身份。
Server Key Exchange (可选): 如果服务器使用了临时密钥（如 DH 或 ECDH），它会发送相关信息。
Certificate Request (可选): 如果服务器需要客户端进行身份验证，它会请求客户端发送证书。
Server Hello Done: 服务器表示其握手消息已完成。
Client Certificate (可选): 如果服务器请求了客户端证书，客户端会发送。
Client Key Exchange: 客户端发送其公钥或用于生成会话密钥的参数。
Certificate Verify (可选): 客户端签名其发送的证书，证明其所有权。
Change Cipher Spec: 客户端通知服务器，后续消息将使用协商好的会话密钥进行加密。
Finished: 客户端发送一个用会话密钥加密的、包含握手过程中所有消息校验信息的 "Finished" 消息。
Server Change Cipher Spec: 服务器发送其 "Change Cipher Spec"。
Server Finished: 服务器发送其用会话密钥加密的 "Finished" 消息。
握手完成: 双方都成功完成握手，现在可以安全地交换应用数据了。
4. 数据传输阶段 (Record Layer):
应用数据被分割成记录。
每条记录会被应用会话密钥进行加密和完整性校验（MAC）。
这些加密后的记录通过 TCP 套接字传输。
接收方对收到的记录进行解密和完整性校验，然后将数据交给应用层。
关键的 Windows API 和概念
Windows CryptoAPI 和 CNG 提供了实现 SSL/TLS 所需的许多功能。我们将重点关注以下几个方面：
证书存储和管理 (Certificate Store):
`CertOpenSystemStore()`: 打开一个系统证书存储（如 "MY" 用于个人证书, "ROOT" 用于受信任的根证书）。
`CertFindCertificateInStore()`: 在存储中查找证书。
`CertVerifyCertificateChainPolicy()`: 验证证书链的有效性。
`CryptAcquireContext()`: 获取一个加密服务提供程序 (CSP) 的句柄。
`CryptImportPublicKeyInfo()` 或 `PFXImportCertStore()`: 导入证书和私钥。
密钥交换和会话密钥生成:
不同的加密套件使用不同的密钥交换算法（如 RSA, DiffieHellman, Elliptic Curve DiffieHellman）。
Windows API 抽象了这些算法，通常通过指定加密提供程序和密钥容器来处理。
对称加密和解密:
`CryptCreateHash()`: 创建一个哈希对象（用于 MAC）。
`CryptHashData()`: 向哈希对象输入数据。
`CryptDeriveKey()`: 根据密码和盐生成对称密钥。
`CryptEncrypt()`: 加密数据。
`CryptDecrypt()`: 解密数据。
`CryptDestroyHash()`: 销毁哈希对象。
`CryptDestroyKey()`: 销毁密钥对象。
`CryptReleaseContext()`: 释放 CSP 句柄。
套接字编程 (Winsock):
`socket()`: 创建套接字。
`bind()`: 绑定地址和端口。
`listen()`: 监听连接（服务器）。
`accept()`: 接受连接（服务器）。
`connect()`: 连接到服务器（客户端）。
`send()`: 发送数据。
`recv()`: 接收数据。
`closesocket()`: 关闭套接字。
`WSAStartup()`: 初始化 Winsock。
`WSACleanup()`: 清理 Winsock。
实现一个简单的服务器端示例 (概念性)
以下是一个非常简化的服务器端实现思路，重点在于展示如何集成 Windows CryptoAPI 进行 SSL/TLS 处理。实际的握手过程会更加复杂。
1. 初始化 Winsock 和创建 TCP 套接字
```c
include
include
include
include // CryptoAPI 头文件
include
pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
pragma comment(lib, "crypt32.lib") // 链接 CryptoAPI 库
define DEFAULT_PORT "8080"
// ... 其他可能的包含文件
// 初始化函数
bool InitializeWinsock() {
WSADATA wsaData;
int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d ", iResult);
return false;
}
return true;
}
// 创建并绑定服务器套接字
SOCKET CreateAndBindSocket() {
SOCKET listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("Error at socket(): %ld ", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serverAddr.sin_port = htons(atoi(DEFAULT_PORT));
if (bind(listenSocket, (struct sockaddr)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
printf("bind failed with error: %d ", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
return listenSocket;
}
int main() {
if (!InitializeWinsock()) {
return 1;
}
SOCKET listenSocket = CreateAndBindSocket();
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) {
return 1;
}
if (listen(listenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) {
printf("listen failed with error: %d ", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
printf("Server listening on port %s... ", DEFAULT_PORT);
// ... 接受客户端连接，然后进行 SSL/TLS 握手 ...
// 示例：仅模拟接受连接
while (true) {
SOCKET clientSocket = accept(listenSocket, NULL, NULL);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("accept failed: %d ", WSAGetLastError());
continue;
}
printf("Client connected. ");
// 这里是 SSL/TLS 握手和数据交换的核心逻辑
// ... (详细实现将在下面展开) ...
closesocket(clientSocket);
printf("Client disconnected. ");
}
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
```
2. SSL/TLS 握手 (概念性流程)
在 `accept()` 成功后，您将获得一个 `clientSocket`。现在需要在这个套接字上执行 SSL/TLS 握手。
要点：
使用 `CertOpenSystemStore` 和 `CertFindCertificateInStore` 加载服务器证书和私钥。 您需要一个具有私钥的服务器证书。通常情况下，您会将服务器证书及其私钥导入到 "MY"（个人）存储区。
需要一个加密服务提供程序 (CSP) 句柄。 通过 `CryptAcquireContext` 获取。
协商加密套件: 这是握手中最复杂的部分。您需要解析客户端的 `Client Hello`，选择一个双方都支持的加密套件，并生成或交换必要的密钥材料。Windows API 并没有一个简单的 "StartSSLSServer" 函数，您需要手动构建和解析 SSL/TLS 消息。
生成会话密钥: 一旦双方就加密套件达成一致，并且完成了密钥交换，就可以生成用于对称加密和 MAC 的会话密钥。
发送和接收加密数据: 在握手完成后，应用数据必须通过加密和 MAC 保护。
更实际的方法：利用现有的库或更高级的 Windows API
直接从零开始手动实现 SSL/TLS 握手消息的构建和解析是极其困难和容易出错的。Windows 提供了一些更高级的抽象，虽然它们不直接暴露一个 "StartSSLSServer" 函数，但可以帮助您构建握手：
Schannel API: 这是 Windows 提供的一个更高级的 API，用于处理安全通信，包括 SSL/TLS。Schannel 抽象了大部分底层的握手细节。您会使用以下函数：
`AcquireCredentialsHandle()`: 获取服务器的凭据（证书和私钥）。
`InitializeSecurityContext()` 和 `AcceptSecurityContext()`: 这是实现握手的核心函数。`AcceptSecurityContext` 用于服务器端，它接收客户端的握手消息，并生成服务器的响应消息。
`ApplyControlToken()`: 用于将握手消息（如 Change Cipher Spec）应用到安全上下文中。
`EncryptMessage()` 和 `DecryptMessage()`: 用于加密和解密应用数据。
`FreeCredentialsHandle()` 和 `DeleteSecurityContext()`: 用于释放资源。
使用 Schannel API 的服务器端流程概览：
1. 初始化 Winsock，创建 TCP 套接字，接受连接。
2. 加载服务器证书和私钥。 使用 `CertOpenStore`, `CertFindCertificateInStore`, `CryptAcquireContext` 等。
3. 获取凭据句柄。 使用 `AcquireCredentialsHandle()`。
4. 进入握手循环：
接收客户端发送的握手数据（通常是加密的）。
将接收到的数据传递给 `AcceptSecurityContext()`。
`AcceptSecurityContext()` 会处理客户端的握手消息，如果需要，它会返回一个表示服务器需要发送给客户端的数据的缓冲区。
如果 `AcceptSecurityContext()` 返回 `SEC_I_CONTINUE_NEEDED`，则表示握手还在继续，您需要发送返回的缓冲区数据给客户端，然后循环等待下一批握手数据。
如果 `AcceptSecurityContext()` 返回 `SEC_I_COMPLETE_AND_CONTINUE` 或 `SEC_I_COMPLETE`，则表示握手已经完成，您可以开始安全地交换数据。
将 `AcceptSecurityContext()` 生成的响应数据通过 TCP 套接字发送给客户端。
5. 数据加密和解密：
一旦握手完成，客户端和服务器都可以使用 `EncryptMessage()` 和 `DecryptMessage()` 来安全地交换应用数据。
`EncryptMessage()` 需要您提供要发送的应用数据，并返回加密后的 SSL/TLS 记录。
`DecryptMessage()` 需要您提供接收到的 SSL/TLS 记录，并返回解密后的应用数据。
6. 清理： 在连接关闭时，释放凭据句柄和安全上下文。
示例代码片段 (使用 Schannel API 服务器端)
```c
// 假设 clientSocket 已经建立并接受了连接
include // Schannel 头文件
include // Schannel 头文件
// ... (前面的 Winsock 初始化和套接字创建) ...
// 函数：获取服务器证书并加载凭据
BOOL LoadServerCredentials(PCCERT_CONTEXT ppServerCert, PCSTR pszStoreName, PCSTR pszSubjectName) {
HCERTSTORE hCertStore = CertOpenSystemStore(NULL, pszStoreName);
if (!hCertStore) {
printf("CertOpenSystemStore failed: %d ", GetLastError());
return FALSE;
}
PCCERT_PUBLIC_KEY_INFO publicKeyInfo = NULL;
DWORD dwCertEncodingType = PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING;
DWORD dwContentType = 0;
DWORD dwFormat = CERT_STORE_CERTIFICATE_VERSION;
// 查找证书
ppServerCert = CertFindCertificateInStore(hCertStore, dwCertEncodingType, 0, CERT_SUBJECT_SAMPLE_NAME_STR, pszSubjectName, NULL);
if (!ppServerCert) {
printf("CertFindCertificateInStore failed for subject '%s': %d ", pszSubjectName, GetLastError());
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
// 校验证书链
CERT_CHAIN_PARA chainPara;
chainPara.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_PARA);
chainPara.pfnGetCallback = NULL;
chainPara.pvCallbackParameter = NULL;
chainPara.cAdditionalStore = 0;
chainPara.ppAdditionalStore = NULL;
chainPara.dwFlags = CERT_CHAIN_ENABLE_ALL_CHECK_FLAGS;
chainPara.dwUrlRetrievalTimeout = 0;
chainPara.dwReserved = 0;
CERT_CHAIN_POLICY_PARA policyPara;
policyPara.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_POLICY_PARA);
policyPara.pvExtraPolicyPara = NULL;
CERT_CHAIN_POLICY_STATUS policyStatus;
policyStatus.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_POLICY_STATUS);
if (!CertVerifyCertificateChainPolicy(CERT_STORE_SIGNATURE_FLAG, ppServerCert, &chainPara, &policyStatus)) {
printf("CertVerifyCertificateChainPolicy failed: %d ", GetLastError());
CertFreeCertificateContext(ppServerCert);
ppServerCert = NULL;
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
if (policyStatus.dwError != 0) {
printf("Certificate chain validation failed with error: %d ", policyStatus.dwError);
CertFreeCertificateContext(ppServerCert);
ppServerCert = NULL;
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return TRUE;
}
// 核心握手函数
BOOL PerformSslHandshakeServer(SOCKET clientSocket, PCCERT_CONTEXT pServerCert) {
HCRYPTPROV hCryptProv = 0;
CredHandle hCred = {0};
SecPkgContext_StreamSizes streamSizes;
TimeStamp expiry;
DWORD dwKeyExFlags = 0;
ULONG ulFlags = 0;
SecBufferDesc outBufferDesc;
SecBuffer outBuffers[1];
DWORD dwSSPIFlags = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
DWORD dwSSPIContextReq = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
// 1. 获取 CSP 句柄
if (!CryptAcquireContext(&hCryptProv, NULL, NULL, PROV_RSA_AES, CRYPT_VERIFYCONTEXT)) {
printf("CryptAcquireContext failed: %d ", GetLastError());
return FALSE;
}
// 2. 获取凭据句柄
SEC_STATUS ss = AcquireCredentialsHandle(
NULL, // 标识符
(SEC_CHAR)UNISP_NAME, // 要使用的 SSPI 包（例如 L"Negotiate", L"Kerberos", L"NTLM", L"SCHANNEL"）
SECPKG_CRED_INBOUND, // 凭据的类型
NULL, // 私有数据
pServerCert>pCertInfo, // 证书信息
NULL, // 加载密钥的函数
NULL, // 加载密钥的参数
&hCred, // 返回的凭据句柄
&expiry // 返回的凭据有效期
);
if (ss != SEC_E_OK) {
printf("AcquireCredentialsHandle failed: 0x%x ", ss);
CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);
return FALSE;
}
// 3. 初始化安全上下文 (服务器端)
SecBufferDesc clientBufferDesc;
SecBuffer clientBuffer;
clientBufferDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
clientBufferDesc.cBuffers = 1;
clientBufferDesc.pBuffers = &clientBuffer
clientBuffer.BufferType = SECBUFFER_TOKEN;
clientBuffer.cbBuffer = 0; // Initially, we don't have a client buffer to process
SecPkgContext_StreamSizes streamSizes;
SSPI_LOGON_SESSION_INFO logonSessionInfo;
ULONG dwContextRequirements = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
DWORD dwMessageFlags = 0;
// 握手循环
while (TRUE) {
// 准备接收客户端消息
SecBufferDesc recvDesc;
SecBuffer recvBuffer;
BYTE recvBufferData[4096]; // 足够大的缓冲区
recvBuffer.pvBuffer = recvBufferData;
recvBuffer.cbBuffer = sizeof(recvBufferData);
recvBuffer.BufferType = SECBUFFER_EMPTY;
recvDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
recvDesc.cBuffers = 1;
recvDesc.pBuffers = &recvBuffer
int bytesReceived = recv(clientSocket, (char)recvBufferData, sizeof(recvBufferData), 0);
if (bytesReceived == SOCKET_ERROR || bytesReceived == 0) {
printf("recv failed or connection closed: %d ", WSAGetLastError());
break;
}
recvBuffer.cbBuffer = bytesReceived; // Actual bytes received
// 尝试接受安全上下文
SSPI_CREDENTIALS_EX credentialsEx;
credentialsEx.dwVersion = SSPI_CREDENTIALS_EX_VERSION;
credentialsEx.Flags = 0;
credentialsEx.AuthAttributes = 0;
credentialsEx.PackageList = NULL;
credentialsEx.cPackages = 0;
credentialsEx.DefaultPackage = NULL;
credentialsEx.PackageListArray = NULL;
credentialsEx.Reserved = 0;
credentialsEx.pCertContext = pServerCert; // Pass the server certificate context
// serverside handshake
SSPI_LOGON_SESSION_INFO logonSessionInfo;
logonSessionInfo.dwSessionID = 0;
logonSessionInfo.pLogonSid = NULL;
logonSessionInfo.dwFlags = 0;
SSPI_CREDENTIALS_EX CredentialEx;
CredentialEx.dwVersion = SSPI_CREDENTIALS_EX_VERSION;
CredentialEx.Flags = 0;
CredentialEx.AuthAttributes = 0;
CredentialEx.PackageList = NULL;
CredentialEx.cPackages = 0;
CredentialEx.DefaultPackage = NULL;
CredentialEx.PackageListArray = NULL;
CredentialEx.Reserved = 0;
CredentialEx.pCertContext = pServerCert;
SSPI_LOGON_SESSION_INFO LogonSessionInfo;
LogonSessionInfo.dwSessionID = 0;
LogonSessionInfo.pLogonSid = NULL;
LogonSessionInfo.dwFlags = 0;
SSPI_CLIENT_AUTH_INFO ClientAuthInfo;
ClientAuthInfo.dwAuthFlag = 0; // No client authentication requested by default
SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA contextData;
contextData.dwVersion = SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA_VERSION;
contextData.pPackageName = NULL;
contextData.dwFlags = 0;
contextData.cName = 0;
contextData.pName = NULL;
contextData.cData = 0;
contextData.pData = NULL;
HCONTEXT hContext = NULL; // Client context handle (initially null for server)
// InitializeSecurityContext is used for both client and server (with different parameters)
// For server, it's often called AcceptSecurityContext
// Let's assume we are using AcceptSecurityContext for server side
// The actual Schannel API for serverside handshake is AcceptSecurityContext
// We need to manage the buffers and states manually.
// This is a simplified representation.
// For a real implementation, you would need to maintain state for the context.
// Let's assume we have a context handle `hSslContext` maintained across loop iterations.
// Placeholder for actual Schannel API calls
// Initialize hSslContext if it's the first iteration
// Call AcceptSecurityContext with received data and the server certificate
// Process the returned SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA or SecBufferDesc
// Send the output buffer to the client
// Continue loop until handshake is complete (e.g., returns SEC_I_COMPLETE_AND_CONTINUE or SEC_I_COMPLETE)
//
// Example of a successful completion (this is a simplification)
// In a real scenario, you'd check SSPI return codes and buffer states.
// For demonstration, let's say we completed the handshake.
printf("Simulating handshake completion. ");
break; // Exit loop after simulated completion
}
// 4. 获取流大小信息（用于加密/解密）
if (GetSecurityPackageInfo(UNISP_NAME, &streamSizes) != SEC_E_OK) {
printf("GetSecurityPackageInfo failed: %d ", GetLastError());
// Cleanup and return false
return FALSE;
}
// 5. 数据加密和解密 (在握手完成后)
// Example: Encrypting application data
//BYTE appData[] = "Hello, secure world!";
//SecBufferDesc sendDesc;
//SecBuffer sendBuffers[3]; // Header, Data, Trailer
//sendDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
//sendDesc.cBuffers = 3;
//sendDesc.pBuffers = sendBuffers;
//
//sendBuffers[0].BufferType = SECBUFFER_STREAM_HEADER;
//sendBuffers[0].cbBuffer = streamSizes.cbHeader;
//sendBuffers[1].BufferType = SECBUFFER_DATA;
//sendBuffers[1].cbBuffer = sizeof(appData);
//sendBuffers[1].pvBuffer = appData;
//sendBuffers[2].BufferType = SECBUFFER_STREAM_TRAILER;
//sendBuffers[2].cbBuffer = streamSizes.cbMaximumTrailer;
//
//SSPI_CALL_INFO callInfo;
//callInfo.dwCallType = 0;
//callInfo.dwFlags = 0;
//callInfo.pvContext = hSslContext; // Your maintained context handle
//
//if (EncryptMessage(&hSslContext, dwMessageFlags, &sendDesc, 0) == SEC_E_OK) {
// // Send the encrypted message to the client
//}
// Example: Decrypting application data
//BYTE receivedEncryptedData[MAX_BUFFER_SIZE];
//int receivedBytes = recv(clientSocket, (char)receivedEncryptedData, sizeof(receivedEncryptedData), 0);
//if (receivedBytes > 0) {
// SecBufferDesc recvDesc;
// SecBuffer recvBuffers[3];
// recvDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
// recvDesc.cBuffers = 3;
// recvDesc.pBuffers = recvBuffers;
//
// recvBuffers[0].BufferType = SECBUFFER_DATA;
// recvBuffers[0].cbBuffer = receivedBytes;
// recvBuffers[0].pvBuffer = receivedEncryptedData;
// recvBuffers[1].BufferType = SECBUFFER_EMPTY; // Placeholder for other buffers
// recvBuffers[2].BufferType = SECBUFFER_EMPTY;
//
// if (DecryptMessage(&hSslContext, &recvDesc, 0, &dwMessageFlags) == SEC_E_OK) {
// // Process decrypted application data
// }
//}
// Cleanup
if (hCred.dwLower != 0 || hCred.dwUpper != 0) {
DeleteSecurityContext(&hCred); // Should be DeleteSecurityContext for context, not credentials handle
}
// Clean up the context handle if it was created.
// FreeCredentialsHandle(&hCred); // This is the correct one for credentials
// Free the server certificate context
if (pServerCert) {
CertFreeCertificateContext(pServerCert);
}
return TRUE;
}
int main() {
if (!InitializeWinsock()) return 1;
SOCKET listenSocket = CreateAndBindSocket();
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) return 1;
if (listen(listenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) { / error handling / return 1; }
printf("Server listening on port %s... ", DEFAULT_PORT);
PCCERT_CONTEXT pServerCert = NULL;
// 请确保您的服务器证书已导入到 "MY" 存储区，并且知道其主题名称（例如 "localhost" 或服务器的主机名）
if (!LoadServerCredentials(&pServerCert, "MY", "localhost")) {
printf("Failed to load server certificate. Please ensure a valid certificate is installed. ");
// 您可能需要生成一个自签名证书进行测试
return 1;
}
while (true) {
SOCKET clientSocket = accept(listenSocket, NULL, NULL);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("accept failed: %d ", WSAGetLastError());
continue;
}
printf("Client connected. ");
if (PerformSslHandshakeServer(clientSocket, pServerCert)) {
printf("SSL/TLS handshake successful! ");
// 现在可以安全地通过 clientSocket 交换应用数据了
// 例如，发送一个简单的消息
const char message = "Hello from secure server! ";
send(clientSocket, message, strlen(message), 0);
} else {
printf("SSL/TLS handshake failed. ");
}
closesocket(clientSocket);
printf("Client disconnected. ");
}
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
```
重要的注意事项和进一步学习方向：
1. 证书管理: 您需要一个有效的服务器证书。对于开发和测试，可以生成一个自签名证书。在生产环境中，您需要从受信任的证书颁发机构 (CA) 获取证书。
2. 加密套件的选择: Schannel API 会自动处理加密套件的协商。但理解不同加密套件的含义（如 TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA）对于深入理解协议至关重要。
3. 错误处理: 上面的代码是一个非常基础的示例，实际应用中需要细致的错误处理。`SEC_STATUS` 的各个返回值都需要进行处理。
4. 缓冲区管理: Schannel API 的函数会返回需要发送给对方的缓冲区数据。您需要正确地处理这些缓冲区（分配、发送、释放）。
5. 客户端实现: 客户端的实现与服务器类似，但会使用 `InitializeSecurityContext()` 而不是 `AcceptSecurityContext()`。
6. 协议版本: 您需要考虑支持的 SSL/TLS 版本（SSLv2, SSLv3, TLSv1.0, TLSv1.1, TLSv1.2, TLSv1.3）。Schannel API 会自动处理版本协商。
7. 公钥加密 vs. 对称加密: SSL/TLS 主要使用公钥加密（如 RSA）进行密钥交换和身份验证，然后使用高效的对称加密（如 AES）来加密应用数据。
8. MAC (Message Authentication Code): 用于确保数据的完整性和防篡改。
9. 更高级的库: 如果您需要更灵活的控制或更广泛的平台支持，可以考虑使用像 OpenSSL 这样的第三方 SSL/TLS 库。它提供了 C API，但您需要自己将其集成到 Windows 项目中。
如何测试？
生成自签名证书: 您可以使用 `makecert` 工具（如果可用）或 PowerShell 命令来生成自签名证书，并将其导入到您的用户或计算机的 "MY" 证书存储中。
例如（使用 PowerShell）：
```powershell
$cert = NewSelfSignedCertificate DnsName "localhost" CertStoreLocation "Cert:CurrentUserMy" FriendlyName "MyTestServerCert"
```
客户端: 您可以使用浏览器（指向 `https://localhost:8080`），或者使用一个简单的 C/C++ 客户端（也需要集成 Schannel API 或 OpenSSL）来连接您的服务器。
下一步学习方向：
深入研究 Schannel API 文档: 重点关注 `AcceptSecurityContext`, `InitializeSecurityContext`, `EncryptMessage`, `DecryptMessage` 函数的详细用法和参数。
学习 SSL/TLS 协议规范 (RFCs): 例如 RFC 5246 (TLS 1.2) 是一个非常重要的参考。
理解密码学基础: 熟悉公钥加密、对称加密、哈希函数、数字签名等概念。
这是一个非常庞大和复杂的主题，上面提供的是一个入门级的概念和方向。如果您有更具体的问题，或者在实现过程中遇到特定的困难，欢迎随时提出。
我们将从一个高层次的概述开始，然后逐步深入到具体的 Windows API 函数和 C 语言实现细节。
重要提示：
"基本" SSL/TLS 协议: 我们这里讨论的是 实现一个基本的 SSL/TLS 功能，而不是从零开始编写一个完整的、符合所有 RFC 标准的、生产级别的 SSL/TLS 库。那样的工作量是巨大的，需要专业的密码学知识和大量的开发时间。
Windows CryptoAPI / CNG: Windows 提供了一套强大的加密服务接口，称为 CryptoAPI (较旧) 或 Cryptography API: Next Generation (CNG) (较新且推荐)。我们将主要利用这些 API 来处理加密、解密、证书管理等底层操作，而不是自己实现这些复杂的密码学算法。
协议的复杂性: SSL/TLS 协议本身包含了多个阶段：握手（协商协议版本、加密套件、交换证书、生成会话密钥等）、记录层（对应用数据进行加密和完整性校验）等。我们将侧重于握手过程的概述和数据加密解密的核心逻辑。
整体架构和流程
一个基本的 SSL/TLS 实现，无论是在客户端还是服务器端，都涉及到以下几个主要组件和流程：
1. Socket 编程 (TCP): SSL/TLS 是建立在可靠的传输层协议（通常是 TCP）之上的。所以，首先需要使用 Windows Socket API (`winsock2.h`) 来建立一个 TCP 连接。
2. SSL/TLS 库/API 集成: 这是核心部分。我们将利用 Windows 的加密 API 来管理证书、协商加密套件、进行密钥交换、加密和解密数据。
3. 握手阶段 (Handshake):
Client Hello: 客户端发送一个包含其支持的 SSL/TLS 版本、加密套件、随机数等信息的 "Client Hello" 消息。
Server Hello: 服务器响应 "Server Hello"，选择一个协议版本和加密套件，并发送自己的随机数。
Certificate: 服务器发送其数字证书给客户端，以便客户端验证服务器的身份。
Server Key Exchange (可选): 如果服务器使用了临时密钥（如 DH 或 ECDH），它会发送相关信息。
Certificate Request (可选): 如果服务器需要客户端进行身份验证，它会请求客户端发送证书。
Server Hello Done: 服务器表示其握手消息已完成。
Client Certificate (可选): 如果服务器请求了客户端证书，客户端会发送。
Client Key Exchange: 客户端发送其公钥或用于生成会话密钥的参数。
Certificate Verify (可选): 客户端签名其发送的证书，证明其所有权。
Change Cipher Spec: 客户端通知服务器，后续消息将使用协商好的会话密钥进行加密。
Finished: 客户端发送一个用会话密钥加密的、包含握手过程中所有消息校验信息的 "Finished" 消息。
Server Change Cipher Spec: 服务器发送其 "Change Cipher Spec"。
Server Finished: 服务器发送其用会话密钥加密的 "Finished" 消息。
握手完成: 双方都成功完成握手，现在可以安全地交换应用数据了。
4. 数据传输阶段 (Record Layer):
应用数据被分割成记录。
每条记录会被应用会话密钥进行加密和完整性校验（MAC）。
这些加密后的记录通过 TCP 套接字传输。
接收方对收到的记录进行解密和完整性校验，然后将数据交给应用层。
关键的 Windows API 和概念
Windows CryptoAPI 和 CNG 提供了实现 SSL/TLS 所需的许多功能。我们将重点关注以下几个方面：
证书存储和管理 (Certificate Store):
`CertOpenSystemStore()`: 打开一个系统证书存储（如 "MY" 用于个人证书, "ROOT" 用于受信任的根证书）。
`CertFindCertificateInStore()`: 在存储中查找证书。
`CertVerifyCertificateChainPolicy()`: 验证证书链的有效性。
`CryptAcquireContext()`: 获取一个加密服务提供程序 (CSP) 的句柄。
`CryptImportPublicKeyInfo()` 或 `PFXImportCertStore()`: 导入证书和私钥。
密钥交换和会话密钥生成:
不同的加密套件使用不同的密钥交换算法（如 RSA, DiffieHellman, Elliptic Curve DiffieHellman）。
Windows API 抽象了这些算法，通常通过指定加密提供程序和密钥容器来处理。
对称加密和解密:
`CryptCreateHash()`: 创建一个哈希对象（用于 MAC）。
`CryptHashData()`: 向哈希对象输入数据。
`CryptDeriveKey()`: 根据密码和盐生成对称密钥。
`CryptEncrypt()`: 加密数据。
`CryptDecrypt()`: 解密数据。
`CryptDestroyHash()`: 销毁哈希对象。
`CryptDestroyKey()`: 销毁密钥对象。
`CryptReleaseContext()`: 释放 CSP 句柄。
套接字编程 (Winsock):
`socket()`: 创建套接字。
`bind()`: 绑定地址和端口。
`listen()`: 监听连接（服务器）。
`accept()`: 接受连接（服务器）。
`connect()`: 连接到服务器（客户端）。
`send()`: 发送数据。
`recv()`: 接收数据。
`closesocket()`: 关闭套接字。
`WSAStartup()`: 初始化 Winsock。
`WSACleanup()`: 清理 Winsock。
实现一个简单的服务器端示例 (概念性)
以下是一个非常简化的服务器端实现思路，重点在于展示如何集成 Windows CryptoAPI 进行 SSL/TLS 处理。实际的握手过程会更加复杂。
1. 初始化 Winsock 和创建 TCP 套接字
```c
include
include
include
include
include
pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
pragma comment(lib, "crypt32.lib") // 链接 CryptoAPI 库
define DEFAULT_PORT "8080"
// ... 其他可能的包含文件
// 初始化函数
bool InitializeWinsock() {
WSADATA wsaData;
int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d ", iResult);
return false;
}
return true;
}
// 创建并绑定服务器套接字
SOCKET CreateAndBindSocket() {
SOCKET listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("Error at socket(): %ld ", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serverAddr.sin_port = htons(atoi(DEFAULT_PORT));
if (bind(listenSocket, (struct sockaddr)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
printf("bind failed with error: %d ", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
return listenSocket;
}
int main() {
if (!InitializeWinsock()) {
return 1;
}
SOCKET listenSocket = CreateAndBindSocket();
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) {
return 1;
}
if (listen(listenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) {
printf("listen failed with error: %d ", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
printf("Server listening on port %s... ", DEFAULT_PORT);
// ... 接受客户端连接，然后进行 SSL/TLS 握手 ...
// 示例：仅模拟接受连接
while (true) {
SOCKET clientSocket = accept(listenSocket, NULL, NULL);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("accept failed: %d ", WSAGetLastError());
continue;
}
printf("Client connected. ");
// 这里是 SSL/TLS 握手和数据交换的核心逻辑
// ... (详细实现将在下面展开) ...
closesocket(clientSocket);
printf("Client disconnected. ");
}
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
```
2. SSL/TLS 握手 (概念性流程)
在 `accept()` 成功后，您将获得一个 `clientSocket`。现在需要在这个套接字上执行 SSL/TLS 握手。
要点：
使用 `CertOpenSystemStore` 和 `CertFindCertificateInStore` 加载服务器证书和私钥。 您需要一个具有私钥的服务器证书。通常情况下，您会将服务器证书及其私钥导入到 "MY"（个人）存储区。
需要一个加密服务提供程序 (CSP) 句柄。 通过 `CryptAcquireContext` 获取。
协商加密套件: 这是握手中最复杂的部分。您需要解析客户端的 `Client Hello`，选择一个双方都支持的加密套件，并生成或交换必要的密钥材料。Windows API 并没有一个简单的 "StartSSLSServer" 函数，您需要手动构建和解析 SSL/TLS 消息。
生成会话密钥: 一旦双方就加密套件达成一致，并且完成了密钥交换，就可以生成用于对称加密和 MAC 的会话密钥。
发送和接收加密数据: 在握手完成后，应用数据必须通过加密和 MAC 保护。
更实际的方法：利用现有的库或更高级的 Windows API
直接从零开始手动实现 SSL/TLS 握手消息的构建和解析是极其困难和容易出错的。Windows 提供了一些更高级的抽象，虽然它们不直接暴露一个 "StartSSLSServer" 函数，但可以帮助您构建握手：
Schannel API: 这是 Windows 提供的一个更高级的 API，用于处理安全通信，包括 SSL/TLS。Schannel 抽象了大部分底层的握手细节。您会使用以下函数：
`AcquireCredentialsHandle()`: 获取服务器的凭据（证书和私钥）。
`InitializeSecurityContext()` 和 `AcceptSecurityContext()`: 这是实现握手的核心函数。`AcceptSecurityContext` 用于服务器端，它接收客户端的握手消息，并生成服务器的响应消息。
`ApplyControlToken()`: 用于将握手消息（如 Change Cipher Spec）应用到安全上下文中。
`EncryptMessage()` 和 `DecryptMessage()`: 用于加密和解密应用数据。
`FreeCredentialsHandle()` 和 `DeleteSecurityContext()`: 用于释放资源。
使用 Schannel API 的服务器端流程概览：
1. 初始化 Winsock，创建 TCP 套接字，接受连接。
2. 加载服务器证书和私钥。 使用 `CertOpenStore`, `CertFindCertificateInStore`, `CryptAcquireContext` 等。
3. 获取凭据句柄。 使用 `AcquireCredentialsHandle()`。
4. 进入握手循环：
接收客户端发送的握手数据（通常是加密的）。
将接收到的数据传递给 `AcceptSecurityContext()`。
`AcceptSecurityContext()` 会处理客户端的握手消息，如果需要，它会返回一个表示服务器需要发送给客户端的数据的缓冲区。
如果 `AcceptSecurityContext()` 返回 `SEC_I_CONTINUE_NEEDED`，则表示握手还在继续，您需要发送返回的缓冲区数据给客户端，然后循环等待下一批握手数据。
如果 `AcceptSecurityContext()` 返回 `SEC_I_COMPLETE_AND_CONTINUE` 或 `SEC_I_COMPLETE`，则表示握手已经完成，您可以开始安全地交换数据。
将 `AcceptSecurityContext()` 生成的响应数据通过 TCP 套接字发送给客户端。
5. 数据加密和解密：
一旦握手完成，客户端和服务器都可以使用 `EncryptMessage()` 和 `DecryptMessage()` 来安全地交换应用数据。
`EncryptMessage()` 需要您提供要发送的应用数据，并返回加密后的 SSL/TLS 记录。
`DecryptMessage()` 需要您提供接收到的 SSL/TLS 记录，并返回解密后的应用数据。
6. 清理： 在连接关闭时，释放凭据句柄和安全上下文。
示例代码片段 (使用 Schannel API 服务器端)
```c
// 假设 clientSocket 已经建立并接受了连接
include
include
// ... (前面的 Winsock 初始化和套接字创建) ...
// 函数：获取服务器证书并加载凭据
BOOL LoadServerCredentials(PCCERT_CONTEXT ppServerCert, PCSTR pszStoreName, PCSTR pszSubjectName) {
HCERTSTORE hCertStore = CertOpenSystemStore(NULL, pszStoreName);
if (!hCertStore) {
printf("CertOpenSystemStore failed: %d ", GetLastError());
return FALSE;
}
PCCERT_PUBLIC_KEY_INFO publicKeyInfo = NULL;
DWORD dwCertEncodingType = PKCS_7_ASN_ENCODING | X509_ASN_ENCODING;
DWORD dwContentType = 0;
DWORD dwFormat = CERT_STORE_CERTIFICATE_VERSION;
// 查找证书
ppServerCert = CertFindCertificateInStore(hCertStore, dwCertEncodingType, 0, CERT_SUBJECT_SAMPLE_NAME_STR, pszSubjectName, NULL);
if (!ppServerCert) {
printf("CertFindCertificateInStore failed for subject '%s': %d ", pszSubjectName, GetLastError());
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
// 校验证书链
CERT_CHAIN_PARA chainPara;
chainPara.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_PARA);
chainPara.pfnGetCallback = NULL;
chainPara.pvCallbackParameter = NULL;
chainPara.cAdditionalStore = 0;
chainPara.ppAdditionalStore = NULL;
chainPara.dwFlags = CERT_CHAIN_ENABLE_ALL_CHECK_FLAGS;
chainPara.dwUrlRetrievalTimeout = 0;
chainPara.dwReserved = 0;
CERT_CHAIN_POLICY_PARA policyPara;
policyPara.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_POLICY_PARA);
policyPara.pvExtraPolicyPara = NULL;
CERT_CHAIN_POLICY_STATUS policyStatus;
policyStatus.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_POLICY_STATUS);
if (!CertVerifyCertificateChainPolicy(CERT_STORE_SIGNATURE_FLAG, ppServerCert, &chainPara, &policyStatus)) {
printf("CertVerifyCertificateChainPolicy failed: %d ", GetLastError());
CertFreeCertificateContext(ppServerCert);
ppServerCert = NULL;
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
if (policyStatus.dwError != 0) {
printf("Certificate chain validation failed with error: %d ", policyStatus.dwError);
CertFreeCertificateContext(ppServerCert);
ppServerCert = NULL;
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return FALSE;
}
CertCloseStore(hCertStore, 0);
return TRUE;
}
// 核心握手函数
BOOL PerformSslHandshakeServer(SOCKET clientSocket, PCCERT_CONTEXT pServerCert) {
HCRYPTPROV hCryptProv = 0;
CredHandle hCred = {0};
SecPkgContext_StreamSizes streamSizes;
TimeStamp expiry;
DWORD dwKeyExFlags = 0;
ULONG ulFlags = 0;
SecBufferDesc outBufferDesc;
SecBuffer outBuffers[1];
DWORD dwSSPIFlags = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
DWORD dwSSPIContextReq = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
// 1. 获取 CSP 句柄
if (!CryptAcquireContext(&hCryptProv, NULL, NULL, PROV_RSA_AES, CRYPT_VERIFYCONTEXT)) {
printf("CryptAcquireContext failed: %d ", GetLastError());
return FALSE;
}
// 2. 获取凭据句柄
SEC_STATUS ss = AcquireCredentialsHandle(
NULL, // 标识符
(SEC_CHAR)UNISP_NAME, // 要使用的 SSPI 包（例如 L"Negotiate", L"Kerberos", L"NTLM", L"SCHANNEL"）
SECPKG_CRED_INBOUND, // 凭据的类型
NULL, // 私有数据
pServerCert>pCertInfo, // 证书信息
NULL, // 加载密钥的函数
NULL, // 加载密钥的参数
&hCred, // 返回的凭据句柄
&expiry // 返回的凭据有效期
);
if (ss != SEC_E_OK) {
printf("AcquireCredentialsHandle failed: 0x%x ", ss);
CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);
return FALSE;
}
// 3. 初始化安全上下文 (服务器端)
SecBufferDesc clientBufferDesc;
SecBuffer clientBuffer;
clientBufferDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
clientBufferDesc.cBuffers = 1;
clientBufferDesc.pBuffers = &clientBuffer
clientBuffer.BufferType = SECBUFFER_TOKEN;
clientBuffer.cbBuffer = 0; // Initially, we don't have a client buffer to process
SecPkgContext_StreamSizes streamSizes;
SSPI_LOGON_SESSION_INFO logonSessionInfo;
ULONG dwContextRequirements = ISC_REQ_SEQUENCE_DETECT | ISC_REQ_REPLAY_DETECT | ISC_REQ_CONFIDENTIALITY | ISC_REQ_INTEGRITY | ISC_RET_EXTENDED_ERROR;
DWORD dwMessageFlags = 0;
// 握手循环
while (TRUE) {
// 准备接收客户端消息
SecBufferDesc recvDesc;
SecBuffer recvBuffer;
BYTE recvBufferData[4096]; // 足够大的缓冲区
recvBuffer.pvBuffer = recvBufferData;
recvBuffer.cbBuffer = sizeof(recvBufferData);
recvBuffer.BufferType = SECBUFFER_EMPTY;
recvDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
recvDesc.cBuffers = 1;
recvDesc.pBuffers = &recvBuffer
int bytesReceived = recv(clientSocket, (char)recvBufferData, sizeof(recvBufferData), 0);
if (bytesReceived == SOCKET_ERROR || bytesReceived == 0) {
printf("recv failed or connection closed: %d ", WSAGetLastError());
break;
}
recvBuffer.cbBuffer = bytesReceived; // Actual bytes received
// 尝试接受安全上下文
SSPI_CREDENTIALS_EX credentialsEx;
credentialsEx.dwVersion = SSPI_CREDENTIALS_EX_VERSION;
credentialsEx.Flags = 0;
credentialsEx.AuthAttributes = 0;
credentialsEx.PackageList = NULL;
credentialsEx.cPackages = 0;
credentialsEx.DefaultPackage = NULL;
credentialsEx.PackageListArray = NULL;
credentialsEx.Reserved = 0;
credentialsEx.pCertContext = pServerCert; // Pass the server certificate context
// serverside handshake
SSPI_LOGON_SESSION_INFO logonSessionInfo;
logonSessionInfo.dwSessionID = 0;
logonSessionInfo.pLogonSid = NULL;
logonSessionInfo.dwFlags = 0;
SSPI_CREDENTIALS_EX CredentialEx;
CredentialEx.dwVersion = SSPI_CREDENTIALS_EX_VERSION;
CredentialEx.Flags = 0;
CredentialEx.AuthAttributes = 0;
CredentialEx.PackageList = NULL;
CredentialEx.cPackages = 0;
CredentialEx.DefaultPackage = NULL;
CredentialEx.PackageListArray = NULL;
CredentialEx.Reserved = 0;
CredentialEx.pCertContext = pServerCert;
SSPI_LOGON_SESSION_INFO LogonSessionInfo;
LogonSessionInfo.dwSessionID = 0;
LogonSessionInfo.pLogonSid = NULL;
LogonSessionInfo.dwFlags = 0;
SSPI_CLIENT_AUTH_INFO ClientAuthInfo;
ClientAuthInfo.dwAuthFlag = 0; // No client authentication requested by default
SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA contextData;
contextData.dwVersion = SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA_VERSION;
contextData.pPackageName = NULL;
contextData.dwFlags = 0;
contextData.cName = 0;
contextData.pName = NULL;
contextData.cData = 0;
contextData.pData = NULL;
HCONTEXT hContext = NULL; // Client context handle (initially null for server)
// InitializeSecurityContext is used for both client and server (with different parameters)
// For server, it's often called AcceptSecurityContext
// Let's assume we are using AcceptSecurityContext for server side
// The actual Schannel API for serverside handshake is AcceptSecurityContext
// We need to manage the buffers and states manually.
// This is a simplified representation.
// For a real implementation, you would need to maintain state for the context.
// Let's assume we have a context handle `hSslContext` maintained across loop iterations.
// Placeholder for actual Schannel API calls
// Initialize hSslContext if it's the first iteration
// Call AcceptSecurityContext with received data and the server certificate
// Process the returned SSPI_SECURITY_CONTEXT_DATA or SecBufferDesc
// Send the output buffer to the client
// Continue loop until handshake is complete (e.g., returns SEC_I_COMPLETE_AND_CONTINUE or SEC_I_COMPLETE)
//
// Example of a successful completion (this is a simplification)
// In a real scenario, you'd check SSPI return codes and buffer states.
// For demonstration, let's say we completed the handshake.
printf("Simulating handshake completion. ");
break; // Exit loop after simulated completion
}
// 4. 获取流大小信息（用于加密/解密）
if (GetSecurityPackageInfo(UNISP_NAME, &streamSizes) != SEC_E_OK) {
printf("GetSecurityPackageInfo failed: %d ", GetLastError());
// Cleanup and return false
return FALSE;
}
// 5. 数据加密和解密 (在握手完成后)
// Example: Encrypting application data
//BYTE appData[] = "Hello, secure world!";
//SecBufferDesc sendDesc;
//SecBuffer sendBuffers[3]; // Header, Data, Trailer
//sendDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
//sendDesc.cBuffers = 3;
//sendDesc.pBuffers = sendBuffers;
//
//sendBuffers[0].BufferType = SECBUFFER_STREAM_HEADER;
//sendBuffers[0].cbBuffer = streamSizes.cbHeader;
//sendBuffers[1].BufferType = SECBUFFER_DATA;
//sendBuffers[1].cbBuffer = sizeof(appData);
//sendBuffers[1].pvBuffer = appData;
//sendBuffers[2].BufferType = SECBUFFER_STREAM_TRAILER;
//sendBuffers[2].cbBuffer = streamSizes.cbMaximumTrailer;
//
//SSPI_CALL_INFO callInfo;
//callInfo.dwCallType = 0;
//callInfo.dwFlags = 0;
//callInfo.pvContext = hSslContext; // Your maintained context handle
//
//if (EncryptMessage(&hSslContext, dwMessageFlags, &sendDesc, 0) == SEC_E_OK) {
// // Send the encrypted message to the client
//}
// Example: Decrypting application data
//BYTE receivedEncryptedData[MAX_BUFFER_SIZE];
//int receivedBytes = recv(clientSocket, (char)receivedEncryptedData, sizeof(receivedEncryptedData), 0);
//if (receivedBytes > 0) {
// SecBufferDesc recvDesc;
// SecBuffer recvBuffers[3];
// recvDesc.ulVersion = SECBUFFER_VERSION;
// recvDesc.cBuffers = 3;
// recvDesc.pBuffers = recvBuffers;
//
// recvBuffers[0].BufferType = SECBUFFER_DATA;
// recvBuffers[0].cbBuffer = receivedBytes;
// recvBuffers[0].pvBuffer = receivedEncryptedData;
// recvBuffers[1].BufferType = SECBUFFER_EMPTY; // Placeholder for other buffers
// recvBuffers[2].BufferType = SECBUFFER_EMPTY;
//
// if (DecryptMessage(&hSslContext, &recvDesc, 0, &dwMessageFlags) == SEC_E_OK) {
// // Process decrypted application data
// }
//}
// Cleanup
if (hCred.dwLower != 0 || hCred.dwUpper != 0) {
DeleteSecurityContext(&hCred); // Should be DeleteSecurityContext for context, not credentials handle
}
// Clean up the context handle if it was created.
// FreeCredentialsHandle(&hCred); // This is the correct one for credentials
// Free the server certificate context
if (pServerCert) {
CertFreeCertificateContext(pServerCert);
}
return TRUE;
}
int main() {
if (!InitializeWinsock()) return 1;
SOCKET listenSocket = CreateAndBindSocket();
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) return 1;
if (listen(listenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) { / error handling / return 1; }
printf("Server listening on port %s... ", DEFAULT_PORT);
PCCERT_CONTEXT pServerCert = NULL;
// 请确保您的服务器证书已导入到 "MY" 存储区，并且知道其主题名称（例如 "localhost" 或服务器的主机名）
if (!LoadServerCredentials(&pServerCert, "MY", "localhost")) {
printf("Failed to load server certificate. Please ensure a valid certificate is installed. ");
// 您可能需要生成一个自签名证书进行测试
return 1;
}
while (true) {
SOCKET clientSocket = accept(listenSocket, NULL, NULL);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("accept failed: %d ", WSAGetLastError());
continue;
}
printf("Client connected. ");
if (PerformSslHandshakeServer(clientSocket, pServerCert)) {
printf("SSL/TLS handshake successful! ");
// 现在可以安全地通过 clientSocket 交换应用数据了
// 例如，发送一个简单的消息
const char message = "Hello from secure server! ";
send(clientSocket, message, strlen(message), 0);
} else {
printf("SSL/TLS handshake failed. ");
}
closesocket(clientSocket);
printf("Client disconnected. ");
}
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
```
重要的注意事项和进一步学习方向：
1. 证书管理: 您需要一个有效的服务器证书。对于开发和测试，可以生成一个自签名证书。在生产环境中，您需要从受信任的证书颁发机构 (CA) 获取证书。
2. 加密套件的选择: Schannel API 会自动处理加密套件的协商。但理解不同加密套件的含义（如 TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA）对于深入理解协议至关重要。
3. 错误处理: 上面的代码是一个非常基础的示例，实际应用中需要细致的错误处理。`SEC_STATUS` 的各个返回值都需要进行处理。
4. 缓冲区管理: Schannel API 的函数会返回需要发送给对方的缓冲区数据。您需要正确地处理这些缓冲区（分配、发送、释放）。
5. 客户端实现: 客户端的实现与服务器类似，但会使用 `InitializeSecurityContext()` 而不是 `AcceptSecurityContext()`。
6. 协议版本: 您需要考虑支持的 SSL/TLS 版本（SSLv2, SSLv3, TLSv1.0, TLSv1.1, TLSv1.2, TLSv1.3）。Schannel API 会自动处理版本协商。
7. 公钥加密 vs. 对称加密: SSL/TLS 主要使用公钥加密（如 RSA）进行密钥交换和身份验证，然后使用高效的对称加密（如 AES）来加密应用数据。
8. MAC (Message Authentication Code): 用于确保数据的完整性和防篡改。
9. 更高级的库: 如果您需要更灵活的控制或更广泛的平台支持，可以考虑使用像 OpenSSL 这样的第三方 SSL/TLS 库。它提供了 C API，但您需要自己将其集成到 Windows 项目中。
如何测试？
生成自签名证书: 您可以使用 `makecert` 工具（如果可用）或 PowerShell 命令来生成自签名证书，并将其导入到您的用户或计算机的 "MY" 证书存储中。
例如（使用 PowerShell）：
```powershell
$cert = NewSelfSignedCertificate DnsName "localhost" CertStoreLocation "Cert:CurrentUserMy" FriendlyName "MyTestServerCert"
```
客户端: 您可以使用浏览器（指向 `https://localhost:8080`），或者使用一个简单的 C/C++ 客户端（也需要集成 Schannel API 或 OpenSSL）来连接您的服务器。
下一步学习方向：
深入研究 Schannel API 文档: 重点关注 `AcceptSecurityContext`, `InitializeSecurityContext`, `EncryptMessage`, `DecryptMessage` 函数的详细用法和参数。
学习 SSL/TLS 协议规范 (RFCs): 例如 RFC 5246 (TLS 1.2) 是一个非常重要的参考。
理解密码学基础: 熟悉公钥加密、对称加密、哈希函数、数字签名等概念。
这是一个非常庞大和复杂的主题，上面提供的是一个入门级的概念和方向。如果您有更具体的问题，或者在实现过程中遇到特定的困难，欢迎随时提出。
网友意见
不想用现成库的话，你可以先试着实现一下求解：w = (x ^ y) mod z，其中：
x = 0x251efe513c7f8db2b395bde03767facda67109811619160e537b241d02ef639d; y = 0x1e5a85b28c1a3ed0695bdb8ab15cfa5737933cc84f65cfee3f27956967216a49; z = 0x22de8ed23bf3f2ddf3604e6a8dda60ad1a20486cddf9bf755bb9e8ccf7b7f05f; 要求 0.1ms以内完成计算，接着你再试着实现一个简单的 RSA算法，然后再说其他。
---
试着评估下，如果自己2-3周内能够实现，自己也有时间和兴趣就实现下去，没时间的话果断的用各种现成库吧。
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关于这位985老师提出的“C语言至少学10年才能懂”的说法，我个人认为可以从几个层面来理解和评价，并且需要抛开“AI生成”的刻板印象，用一种更具人文关怀和实践经验的视角来审视。首先，我们必须承认这位老师的出发点可能非常高远，并且他可能是在触及C语言的深层、系统化、乃至哲学层面的理解时，才得出了这样的.............
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