基于Python和OpenSSL实现的SSL网络通信

一、实验内容

安装openSSL
编写一个服务器的程序，服务器端的功能是建立SSL网络服务，接受客户端的SSL连接，收发SSL消息
编写一个客户端的程序，客户端的功能是通过SSL协议连接服务器，收发SSL消息
生成SSL证书
撰写试验报告，包括了服务器端和客户端运行结果截图，以及生成的SSL证书

二、实验框架

程序分为两部分，客户端和服务器端，我们的目的是利用SSL/TLS的特性保证通信双方能够互相验证对方身份(真实性)，并保证数据的完整性，私密性。

服务器认证阶段

客户端向服务器发送一个开始信息“Hello”以便开始一个新的会话连接
服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥，如需要则服务器在响应客户的“Hello”信息时将包含生成主密钥所需的信息
客户根据收到的服务器响应信息，产生一个主密钥，并用服务器的公开密钥加密后传给服务器
服务器恢复该主密钥，并返回给客户一个用主密钥认证的信息，以此让客户认证服务器

用户认证阶段

在此之前，服务器已经通过了客户认证，这一阶段主要完成对客户的认证。经认证的服务器发送一个提问给客户，客户则返回（数字）签名后的提问和其公开密钥，从而向服务器提供认证。

对于客户端而言 ：发送6次100byte的数据，显示客户端发送时长，以及客户端数据的时长，并显示平均时长。

对于服务端而言 ：接收客户端的数据，并向客户端发送1000byte的数据，显示服务端收到时间，发送时间，以及平均时间。

三、实验步骤

3.1 生成证书

同理，用openssl程序

openssl req -new -x509 -days 365 -nodes -out cert.pem -keyout key.pem

3.2 Pip openssl库

Pip安装openssl库后

3.3 编写客户端和服务端

对于客户端而言 ：发送6次100byte的数据，显示客户端发送时长，以及客户端数据的时长，并显示平均时长
对于服务端而言 ：接收客户端的数据，并向客户端发送1000byte的数据，显示服务端收到时间，发送时间，以及平均时间

服务端代码

```python import socket import ssl,time sock=socket.socket() print("建立套接字成功") sock.bind(("127.0.0.1", 443)) print("绑定成功") sock.listen(1) def input_pro(connstream,data): print("接收到的客户端数据长度是",len(data)) return True def doclient(connstream): recvtime=0 sendtime=0 n=0 t1=time.clock() data=connstream.recv(1024) t2=time.clock() print("服务端接收客户端数据的时间",t2-t1) while data: if not input_pro(connstream,data): break n=n+1 t3 = time.clock() connstream.send(b'b' * 1000) t4 = time.clock()

    sendtime += t4 - t3
    print("服务端发送数据时长", t4 - t3)

    t3 = time.clock()
    data = connstream.recv(1024)
    t4 = time.clock()
    recvtime += t4 - t3
    print("服务端接收客户端数据时间", t4 - t3)

print("平均发送时间是",sendtime/n,"平均接收时间是",recvtime/n,)
return True

while True: #接受连接并返回（conn,address）, # 其中conn是新的套接字对象， # 可以用来接收和发送数据。 # address是连接客户端的地址。 conn,addr=sock.accept() print("客户端的套接字数据接收到了") connstream=ssl.wrap_socket(conn,"key.pem","cert.pem",server_side=True) try: doclient(connstream) finally: connstream.shutdown(socket.SHUT_RDWR) connstream.close() ```

客户端代码

python import socket, ssl, pprint, time s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) ssl_s=ssl.wrap_socket(s,cert_reqs=ssl.CERT_REQUIRED,ca_certs="cert.pem") ssl_s.connect(("127.0.0.1", 443)) print("套接字连接成功") n=0 sendtime=0 recvtime=0 while n<6: n=n+1 t1=time.clock() ssl_s.send(b'a'*100) t2=time.clock() sendtime+=t2-t1 print("发送时长",t2-t1) t1=time.clock() data=ssl_s.recv(1024) t2=time.clock() recvtime+=t2-t1 print("接收时长",t2-t1) print(len(data)) print("平均接收时间",sendtime/n,"平均发送时间",recvtime/n) print("生成的证书信息") pprint.pprint(ssl_s.getpeercert()) ssl_s.close()

服务器端代码

    sendtime += t4 - t3
    print("服务端发送数据时长", t4 - t3)

    t3 = time.clock()
    data = connstream.recv(1024)
    t4 = time.clock()
    recvtime += t4 - t3
    print("服务端接收客户端数据时间", t4 - t3)

print("平均发送时间是",sendtime/n,"平均接收时间是",recvtime/n,)
return True