mbedtls tls 客户端应用详解

介绍 mbedtls 的 tls client 的使用方法,常见的功能参数配置和含义。 当前使用的 mbedtls 版本是: mbedtls-3.4.0。

功能参数配置

需要配置的功能选项

  • 设置 tls 协议版本: 配置 tls 1.2, tls 1.3, 还是二者都支持。
  • 认证方式设置:单向认证、双向认证、还是 psk。
  • 握手时的校验等级设置:不校验证书合法性,仅加密;校验,但如果失败也继续执行后面的握手流程;校验不通过则终止握手流程。
  • 服务器ca证书设置
  • 客户端证书和密钥设置
  • 预定义共享密钥设置

编译配置

使用 mbedtls_config.h 配置文件,tls 1.2 默认打开,不需要修改,但 tls 1.3 未开启,需要特别设置。

解决 mps_common.h 中的编译问题,替换 MBEDTLS_MPS_STORED_SIZE_MAX 和 MBEDTLS_MPS_SIZE_MAX 宏定义。

API 设计和实现

接口处理的事情,主要是连接参数配置、打开和关闭连接,接收和发送数据。

数据结构定义:

连接参数配置说明:

  • auth_mode:认证方式设置。

    一是通过证书认证,另一个是通过预定义密钥 PSK。

  • verify_mode:握手的校验等级。

    推荐配置为 QTF_TLS_VERIFY_MODE_REQUIRED。如果只是想加密而不校验,可以配置 QTF_TLS_VERIFY_MODE_NONE 或 QTF_TLS_VERIFY_MODE_OPTIONAL。

  • tls_version:tls 协议版本。

    推荐配置成 tls 1.2 或 tls 1.3,tls 1.2 以下的版本不安全,tls 1.3 版本 mbedtls 没有完整支持。

  • debug_level:日志等级。

    推荐设置 QTF_TLS_DEBUG_LEVEL_NONE 关闭日志输出。排查问题时可以将日志打开 QTF_TLS_DEBUG_LEVEL_VERBOSE(注意会打印密钥和收发数据的明文内容)。

  • max_frag_len: 数据分片大小设置。

    在客户端侧设置,用于协商数据分片大小,设置这个参数应该是出于对使用内存大小和带宽的考虑。

    设置太小,可能会出现服务器证书接收不完整导致握手失败问题,但最大值也不能设置超过接收缓冲区的大小。

  • hanshake_timeout_ms:握手超时时间。

  • ca_cert:服务器的 ca 证书。

    如果要求校验证书,则必须设置。客户端校验服务器是否合法,单向认证。

  • client_cert:客户端证书。

    要求双向认证的时候必须设置,用于服务器校验客户端是否合法。同时还要设置 client_key。

  • psk :预定义共享密钥。

    psk 不需要证书认证,减少握手数据交互流程,但需要指定 psk_id 身份标识和指定加密套件。

接口定义:

接口实现:

测试例子

测试代码,连接 https 测试服务器 httpbin.org,发送一个 get 请求,并接收服务器回复。

测试日志:

参考链接


 

mbedtls tls 客户端应用详解