如何使用 Botan 库和特定的密码套件加密数据？

How to encrypt data using Botan library and a specific cipher suite?

我曾使用 Botan::TLS::Callbacks 和 Botan::TLS::Client Botan::TLS::Server 来获得客户端和服务器之间的安全通道。此外，为了 encrypt-decrypt 数据，我使用了 <botan/pubkeys.h> <botan/pk_keys.h> 和其他包括 Botan 库中的 headers。

我的问题是：

  1. 为什么Botan::PK_Encryptor_EMEobjects没有得到双方协商的加密算法作为[=35中的密码套件 =].他们只是将 Public 密钥、随机数生成器和最佳加密填充算法作为输入。提到算法没有被明显和真实的密钥所采用（算法我的意思是像AES-128这样的批量加密算法）。

  2. 如何保护 tls 通道？正如我通过源代码发现的那样，有一个函数 Botan::TLS::Callbacks tls_emit_data(const uint8_t[], size_t) 将通过安全通道发送数据！即使客户端和服务器之前已经协商并交换了非对称密钥，数据也应该使用双方同意的对称密钥进行加密。

Botan::TLS::Client / Botan::TLS::Server 类 实现TLS协议操作。具体来说，他们会为您处理加密操作。但是，他们对传输层一无所知，例如从套接字读取/写入。这部分必须由你来实现。

在典型的实现中，建立连接后，您将调用 client.send(buf, len) 并提供一些要发送到服务器的数据。客户端在内部构建 TLS 记录并调用您的 tls_emit_data 回调以将它们发送到传输层，因此您可以将其写入某个套接字。在服务器端，您将监听套接字并读取此 TLS 记录。然后你会把它传递给 server.received_data(buf, len)。服务器在内部从 TLS 记录中提取实际数据，并通过 tls_record_received 回调将其提供给您。

可以在 Botan API documentation 中找到更多详细信息。

关于您的问题：

  1. 我不确定你指的是代码的哪一部分。我在 Botan tls 模块中可以找到的 PK_Encryptor_EME 的唯一用法是 here during the client key exchange. The key exchange does not involve encryption with the block cipher used for transmitting data. This happens e.g. here.

  2. tls_emit_data 将在 client/server 构建 TLS 记录时调用。加密已在内部处理，您只需将 TLS 记录传递给传输层。

示例实现

Botan 包含基本 TLS client/server 的示例实现：tls_server, tls_client。

这可以通过 Botan 命令行界面进行测试：

  • 生成 CA 证书：
$ mkdir certdir
$ botan keygen > ca_key.pem
$ botan gen_self_signed --ca ca_key.pem my_root_authority > certdir/ca_cert.pem
  • 生成服务器证书：
$ botan keygen > server_key.pem
$ botan gen_pkcs10 server_key.pem localhost > server_csr.pem
$ botan sign_cert certdir/ca_cert.pem ca_key.pem server_csr.pem > server_cert.pem
  • 启动 TLS 服务器（可能需要特权用户）：
# botan tls_server server_cert.pem server_key.pem
  • 启动 TLS 客户端：
$ botan tls_client localhost --trusted-cas=certdir
Certificate validation status: Verified
Handshake complete, TLS v1.2 using CECPQ1_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
Session ID ...

示例代码中的一些兴趣点：

  • 已创建 Botan::TLS::Client here, the Botan::TLS::Server is created here。
  • Botan::TLS::Policy 可用于限制，例如可以使用哪些 TLS 版本和密码模式：Link
  • 客户端从 stdin here. It constructs TLS records internally and passes them to the tls_emit_data callback, defined here 读取数据，用于将 TLS 记录写入套接字。
  • 从套接字读取TLS记录并传递给服务器here。
  • 服务器在内部从 TLS 记录中提取数据并将其传递给 tls_record_received here。