TLS 记录协议如何重组接收到的数据？

Question

我找不到有关 TLS 记录协议如何重组接收到的数据的详细信息。在 RFC 5246 中：

Received data is decrypted, verified, decompressed, reassembled, and then delivered to higher-level clients.

但是怎么做呢？这是记录层数据的样子：

struct {
    ContentType type;
    ProtocolVersion version;
    uint16 length;
    opaque fragment[TLSPlaintext.length];
} TLSPlaintext;

长度字段就是片段的长度：

The length (in bytes) of the following TLSPlaintext.fragment

我希望在记录协议中看到完整的长度 Header。 Google 几乎没有给出任何结果，这让我觉得我遗漏了一些明显的东西......

Answer 1

TLS 在流上执行，这些流中的数据被放入一个或多个片段（最大 2^14 字节）。这叫做碎片化。

规范本身的内容如下：

Client message boundaries are not preserved in the record layer (i.e., multiple client messages of the same ContentType MAY be coalesced into a single TLSPlaintext record, or a single message MAY be fragmented across several records).

这与将它们放入一个流中，然后再次将流分成单独的片段是一样的。

如果您通过 TLS 接收数据，则必须从单独的片段中重新创建该流。因此，发生的 "reassembly" 是将片段简单地串联成一个流。

套接字包含输出和输入流。输出流需要分片，输入流需要重组。

没有什么神奇的事情发生，这可能就是为什么你找不到太多东西的原因。

然而，应用层通常会被提供一个相对较低级别的 TLS 层接口，这将允许它包装或发送自己的片段。例如，此 API by IBM 表明它允许用户包装和发送或接收和解包每条消息本身。在这种情况下，库的用户需要处理任何消息碎片/重组。

由于 TLS 未指定分段/组装的实际方法，因此应将其视为特定于实现。

Answer 2

我也有过同样的疑问，通过一些研究我得出以下结论：如果你在可靠的协议（例如 TCP）之上使用 TLS，那么重组只是串联的结果收到的记录协议片段。由于这样一个可靠的协议保证数据以与发送时相同的顺序接收（当然，没有损坏），接收到的字节的简单连接就足以进行重组，并且由客户端知道如何解释那些接收到的字节。但是，当 TLS 不是运行通过像 TCP 这样的可靠协议时会发生什么？有一个名为 Datagram Transport Layer Security 的协议可以做到这一点。直接引用自维基百科：

because it uses UDP or SCTP, the application has to deal with packet reordering, loss of datagram and data larger than the size of a datagram network packet

在这种情况下它究竟是如何工作的？我从 IETF 找到了这个 draft，它概述了 DTLS 的工作原理。包含应用程序数据的消息的问题已通过以下约束解决：

Each DTLS message MUST fit within a single transport layer datagram

然而，握手消息是另一回事：

However, handshake messages are potentially bigger than the maximum record size. Therefore, DTLS provides a mechanism for fragmenting a handshake message over a number of records, each of which can be transmitted separately, thus avoiding IP fragmentation

具体的握手消息格式如下：

struct {
      HandshakeType msg_type;    /* handshake type */
      uint24 length;             /* bytes in message */
      uint16 message_seq;        /* DTLS-required field */
      uint24 fragment_offset;    /* DTLS-required field */
      uint24 fragment_length;    /* DTLS-required field */
      select (HandshakeType) {
          case client_hello:          ClientHello;
          case server_hello:          ServerHello;
          case end_of_early_data:     EndOfEarlyData;
          case hello_retry_request:   HelloRetryRequest;
          case encrypted_extensions:  EncryptedExtensions;
          case certificate_request:   CertificateRequest;
          case certificate:           Certificate;
          case certificate_verify:    CertificateVerify;
          case finished:              Finished;
          case new_session_ticket:    NewSessionTicket;
          case key_update:            KeyUpdate; /* reserved */
      } body;
  } Handshake;

如您所见，它包括一个序列号、一个片段偏移量和一个片段长度。这些是我还希望在 TLS 记录协议的消息 header 中看到的字段，但结果证明在使用 TCP 时不需要它们。

我希望你会觉得这有用。

TLS 记录协议如何重组接收到的数据？

How does the TLS Record Protocol reassemble received data?

ssl

cryptography

protocols

tls1.2