PDF de programación - Sockets seguros con librerías de OpenSSL

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

SOCKETS SEGUROS CON
SOCKETS SEGUROS CON
SOCKETS SEGUROS CON
SOCKETS SEGUROS CON
LIBRERÍAS DE OPENSSL
LIBRERÍAS DE OPENSSL

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

PROTOCOLO DE SEGURIDAD SSL
PROTOCOLO DE SEGURIDAD SSL
PROTOCOLO DE SEGURIDAD SSL
PROTOCOLO DE SEGURIDAD SSL

FASE 1

FASE 2

FASE 3

FASE 4

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES -

IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Implementación del Protocolo
Implementación del Protocolo
SSL en OpenSSL
SSL en
OpenSSL

 Se utilizan los objetos “SSL_CTX” y “SSL”

– SSL_CTX (Objeto de Contexto): Se utiliza para configurar los

parámetros del protocolo
parámetros del protocolo

– SSL: El objeto SSL se asocia al objeto de contexto y hereda

sus parámetros

– El objeto SSL se asocia también a un socket TCP
– El objeto SSL se asocia también a un socket TCP

convencional

 Para cargar los certificados de clave pública y

l
claves privadas se utilizan las funciones:
– SSL_CTX_use_certificate() y SSL_CTX_use_PrivateKey()

i d

tili

l

f

i

 Para verificar el certificado del servidor (u
 Para verificar el certificado del servidor (u

opcionalmente el del cliente) se usan las clases:
– SSL_CTX_set_verify() y SSL_CTX_load_verify_locations();

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL

Variables y Funciones OpenSSL
Variables y Funciones OpenSSL

#include <openssl/ssl.h>

Variable de Contexto
SSL_CTX * m_ctx

Se inicializa la variable de contexto
Se inicializa la variable de contexto
SSL_CTX *SSL_CTX_new(SSL_METHOD *meth);

Esta función verifica el certificado recibido de la otra entidad
void SSL CTX set verify(SSL CTX *ctx,int mode,
void SSL_CTX_set_verify(SSL_CTX ctx,int mode,

int (*callback)(int, X509 STORE CTX *));
int ( callback)(int, X509_STORE_CTX ));

Esta función carga los certificados que la entidad utiliza para verificar el certificado recibido de la otra parte
int SSL_CTX_load_verify_locations(SSL_CTX *ctx, const char *Cafile, const char *CApath);

S
t
Se crea un objeto SSL que se inicializa con los valores de la variable de contexto
SSL *

bj t SSL
SSL_new(SSL_CTX *ctx);

i bl d

d l

t

i

i

i

li

l

l

Se asocia un socket tradicional al objeto SSL. El protocolo SSL se implementará en el socket
int
int

SSL set fd(SSL *s int socket);
SSL_set_fd(SSL s, int socket);

Se inicia el protocolo SSL del lado del cliente
int

SSL_connect(SSL *ssl);

Se envían datos por socket seguro
int
Se reciben datos por el socket seguro
int

SSL_read(SSL *ssl,void *buf,int num);

SSL_write(SSL *ssl,const void *buf,int num);

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL

Variables y Funciones OpenSSL
Variables y Funciones OpenSSL

#include <openssl/ssl.h>

Esta función se utiliza siempre en el servidor para cargar el certificado del protocolo SSL. Opcionalmente la
puede utilizar el cliente para autenticarse frente al servidor
SSL_CTX_use_certificate(m_ctx, cert)

tili

id

ti

d

li

t

t

f

l

t

l

p

Esta función se utiliza siempre en el servidor para cargar la clave privada del certificado del protocolo SSL.
Opcionalmente la puede utilizar el cliente para cargar la clave privada del certificado que presenta al servidor
cuando hay autenticación del cliente.
SSL_CTX_use_PrivateKey(m_ctx, pkey)

p

p

g

p

q

p

Esta función la utiliza la entidad servidor para iniciar el protocolo SSL si todo ha ido bien (se han verificado los
Esta función la utiliza la entidad servidor para iniciar el protocolo SSL si todo ha ido bien (se han verificado los
certificados y se han recibido correctamente los mensajes del protocolo) se pueden intercambiar
datos de forma segura
if (SSL_accept(ssl) < 0) { .... }

Esta función permite la obtención del certificado de la otra entidad a partir de la conexión SSL
X509 *

SSL_get_peer_certificate(const SSL *s);

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Certificados Necesarios para una Conexión
Certificados Necesarios para una Conexión
SSL sin Autenticación de Cliente
SSL sin Autenticación de Cliente

openssl>

(Generación de un par clave pública‐privada)
genrsa ‐out ClavePrivada.pem 4096

i d

l

Generación de un Certificado Autofirmado)
req ‐new ‐x509 ‐days 3650 ‐key ClavePrivada.pem ‐out Certificado.pem
P i d

t C tifi d

3650 k

509 d

Cl

(Creamos un certificado en formato p12, con la clave privada incorporada 
protegida con un clave cifrada con 3des (“ppppp)
protegida con un clave cifrada con 3des ( ppppp) 
pkcs12 ‐export ‐in Certificado.pem ‐inkey ClavePrivada.pem ‐out cert.p12

Ficheros Obtenidos: 
•cert.p12: Certificado de Clave pública+Clave privada
•Certificado.pem: Certificado de Clave Pública
Certificado.pem: Certificado de Clave Pública
•ClavePrivada.pem: Clave privada

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL sin Autenticación de Cliente

Certificado Servidor Autofirmado
Certificado Servidor Autofirmado

Cliente

Conexión SSL

Servidor

CAFILE

“Certificado.pem”

“cert.p12”

CERTIFICADO SERVIDOR

Certificado Servidor

#define CAFILE "Certificado.pem

SSL_CTX * m_ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_method());

SSL_CTX_set_verify(m_ctx,SSL_VERIFY_PEER|SSL_VERIFY_F
AIL IF NO PEER CERT NULL);
AIL_IF_NO_PEER_CERT, NULL);
SSL_CTX_load_verify_locations(m_ctx, CAFILE, CADIR)

SSL * m_ssl=SSL_new(m_ctx);

s=connectTCP(host pto ser ice)
s=connectTCP(host,pto_service);

SSL_set_fd(m_ssl,s);
if (SSL_connect(m_ssl) == -1) {}
SSL_write(m_ssl,,)/ SSL_read(m_ssl,,);

Clave Privada + Certificado Servidor

SSL_CTX *
m_ctx=SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());

if (!GetCertAndPrivateKey(&cert, &pkey))
SSL_CTX_use_certificate(m_ctx, cert)
SSL_CTX_use_PrivateKey(m_ctx, pkey)

SSL *ssl = SSL_new(m_ctx);

sock = passiveTCP(service,5);
*pssock=accept(sock,(&fsin,(int FAR*)&alen);

SSL_set_fd(ssl,*pssock);

if (SSL_accept(ssl) < 0) { .... }
SSL_read(ssl,,)/SSL_write(ssl,,)

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL con Autenticación de Cliente

C tifi d Cli
d
Certificado Cliente/Servidor Autofirmado

id A t fi

t /S

Cliente
Cliente

Conexión SSL

CERT CLIENTE= CERT SERVIDOR

Servidor
Servidor

“Certificado.pem”

“cert.p12”

“Certificado.pem”

“cert.p12”

CAFILE

CERTIFICADO CLIENTE

CAFILE

CERTIFICADO SERVIDOR

Certificado Servidor

Clave Privada + Cert Cliente

Certificado Cliente

Clave Privada + Cert Servidor

#define CAFILE "Certificado.pem

SSL_CTX * m_ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_method());

if (!GetCertAndPri ateKe (&cert &pke ))
if (!GetCertAndPrivateKey(&cert, &pkey))
SSL_CTX_use_certificate(m_ctx, cert)
SSL_CTX_use_PrivateKey(m_ctx, pkey)

SSL_CTX_set_verify(m_ctx, ……);
SSL_CTX_load_verify_locations(m_ctx, CAFILE, CADIR)

SSL * m_ssl=SSL_new(m_ctx);

s=connectTCP(host,pto service);
s connectTCP(host,pto_service);

SSL_set_fd(m_ssl,s);
if (SSL_connect(m_ssl) == -1) {}
SSL_write(m_ssl,,)/ SSL_read(m_ssl,,);

# d fi
# define CAFILE "Certificado.pem
SSL_CTX * m_ctx=SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());

CAFILE "C tifi d

if (!GetCertAndPrivateKey(&cert, &pkey))
SSL_CTX_use_certificate(m_ctx, cert)
)
SSL_CTX_use_PrivateKey(m_ctx, pkey)

(

SSL_CTX_set_verify(m_ctx,SSL_VERIFY_PEER|SSL_VERIFY_
FAIL_IF_NO_PEER_CERT, NULL);
SSL CTX load verify locations(m ctx CAFILE CADIR)
SSL_CTX_load_verify_locations(m_ctx, CAFILE, CADIR)

SSL *ssl = SSL_new(m_ctx);

sock = passiveTCP(service,5);
*
)
*pssock=accept(sock,(&fsin,(int FAR*)&alen);

(i t FAR*)& l

k (&f i

k

t(

SSL_set_fd(ssl,*pssock);
if (SSL_accept(ssl) < 0) { .... }
SSL_read(ssl,,)/SSL_write(ssl,,)

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

SOCKETS SEGUROS EN JAVA
SOCKETS SEGUROS EN JAVA
SOCKETS SEGUROS EN JAVA
SOCKETS SEGUROS EN JAVA

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL
Conexión SSL
A t fi
C tifi d S
d
id A t fi
d (I)(I)
id
Autofirmado (I)(I)
Certificado Servidor Autofirmado
C tifi d S
Certificado Servidor

Cliente

Conexión SSL

Servidor

Truststore file

“AlmacenTrust”

“AlmacenSR”

Keystore File

Certificado Servidor
(TrustCertEntry)
(
y)

Clave Privada + Certificado Servidor
(Key Entry)
(
y)

y

System.setProperty("javax.net.ssl.trustStore","AlmacenTrust");

SSLSocketFactory sslsocketfactory = (SSLSocketFactory)

SSLS k tF t
lt()
SSLSocketFactory.getDefault();

tD f

SSLSocket sslsocket = (SSLSocket)

sslsocketfactory.createSocket(dirip, ptoint);

System.setProperty("javax.net.ssl.keyStore","AlmacenSR");
System.setProperty("javax.net.ssl.keyStorePassword","oooooo");

SSLS
SSLServerSocketFactory sslserversocketfactory =
(SSLServerSocketFactory) SSLServerSocketFactory.getDefault();

S k tF t

k tf

t

l

SSLServerSocket sslserversocket =(SSLServerSocket)
sslserversocketfactory.createServerSocket(9999);

SLSocket sslsocket = (SSLSocket) sslserversocket.accept();

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL
Conexión SSL
A t fi
C tifi d S
d
id A t fi
d (II)(II)
id
Autofirmado (II)(II)
Certificado Servidor Autofirmado
C tifi d S
Certificado Servidor

1. Generamos el par de claves pública y secreta y se
almacenan en el almacen AlmacenSR

keytool -genkey -alias CertificadoAutofirmado -keyalg RSA -validity "100”
-keystore AlmacenSR -keypass oooooo -storepass oooooo

keytool -list -v -keystore AlmacenSR

2 Generamos en un fichero .cer el certificado de clave publica

keytool -export -alias CertificadoAutofirmado -keystore AlmacenSR -rfc -file
CertAutofirmado.cer

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IMPLEMENTACIÓN DE PROTOCOLOS

Conexión SSL
Conexión SSL
d (III)
A t fi
C tifi d S
d
id A t fi
id
Autofirmado (III)
(III)
(III)
Certificado Servidor Autofirmado
C tifi d S
Certificado Servidor

3. Metemos el Certificado Autofirmado en un almacén para
que lo use el Cl