内容简介:前面写了几篇国密开发相关的文章:这篇文章来聊一聊国密SSL通信的几个调试技巧。网络通信开发需要开发者具有细致和耐心,对照协议,逐个步骤分析数据,整个过程有些枯燥。特别是网络数据包,差一个字节都可能导致解析出错,只能逐个字节比对。这个时候,一些调试经验和技巧就比较重要了。下面就说说我在开发支持国密的浏览器产品中使用到的一些技巧。
前面写了几篇国密开发相关的文章:
这篇文章来聊一聊国密SSL通信的几个调试技巧。网络通信开发需要开发者具有细致和耐心,对照协议,逐个步骤分析数据,整个过程有些枯燥。特别是网络数据包,差一个字节都可能导致解析出错,只能逐个字节比对。这个时候,一些调试经验和技巧就比较重要了。
下面就说说我在开发支持国密的浏览器产品中使用到的一些技巧。
单步调试
单步调试,这也能算是调试技巧吗?你还别说,我发现很多开发者宁可使用print大法,也不愿意采用单步调试,特别是在嵌入式开发领域、移动端开发及前端开发。有多少人开发网页中的js使用到了chrome和firefox的远程调试工具?
为啥不愿意采用单步调试?主要是单步调试需要配置,稍微有点麻烦。对于嵌入式开发和移动开发来说,通常需要在开发机上交叉编译(C/C++开发),将编译的二进制程序下载到设备上运行,一般没有Windows开发那样的IDE。如果要用gdb调试,有可能还需要用到gdbserver,配置gdb和gdbserver之间的通信,配置代码的调试符号路径等等。
但是,如果将单步调试环境配置好了,对于厘清程序运行流程、调试BUG有非常大的作用。俗话说,工欲利其事,必先利其器。花点时间配置一下调试环境,是非常值得的。
在 Linux 系统下调试 国密SSL通信 ,准备的过程其实非常简单,不涉及交叉编译、gdbserver,只需要稍微掌握几个gdb命令即可。
下面以GmSSL的代码为例,说明如何单步调试。
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编译带调试符号的二进制程序
在文章 搭建国密SSL开发测试环境 中说明了如何编译GmSSL,编译出来的是release版本,不带调试符号,这样就无法进行单步跟踪。要想单步调试,需要编译出debug版本:
$ cd gmssl $ ./config --prefix=/home/alex/work/gmbrowser/usr/local/gmssl -d $ make $ make install
是的,非常简单,在 config 的时候加上 -d 参数即可。
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gdb调试
gdb其实也有图形界面前端,但使用上并不是很方便,通常情况下,我选择使用命令行,毕竟只需要掌握几个简单的 gdb 命令即可:
set args 设置被调试程序的命令行参数 b <函数名> 或 b <文件名:行号> 设置断点 r 运行程序 n 单步运行 c 从断点出运行,直到遇到下一个断点或结束 p <变量名> 输出变量值 bt 显示断点处的调用栈
还有很多其它命令,但常用的就这些,如果碰到不明白的地方,随时输入help,寻求帮助。
比如,如果我们希望调试客户端的HELLO处理流程,如果对代码结构有些了解,就可以知道是在 tls_process_server_hello 函数中处理的,如何调用到该函数的,函数内部处理过程是怎样的?这个时候单步调试就可以排上用场了。
$ gdb gmssl (gdb) set args s_client -connect sm2test.ovssl.cn:443 -gmtls -servername sm2test.ovssl.cn (gdb) b tls_process_server_hello Function "tls_process_server_hello" not defined. Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y Breakpoint 1 (tls_process_server_hello) pending. (gdb) r Starting program: /work/gmbrowser/usr/local/gmssl/bin/gmssl s_client -connect sm2test.ovssl.cn:443 -gmtls -servername sm2test.ovssl.cn [Thread debugging using libthread_db enabled] Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1". CONNECTED(00000003) Breakpoint 1, tls_process_server_hello (s=0x55555585a3f0, pkt=0x7fffffffce70) at ssl/statem/statem_clnt.c:988 988 { (gdb) n 994 int i, al = SSL_AD_INTERNAL_ERROR; (gdb) n 1002 if (!PACKET_get_net_2(pkt, &sversion)) { (gdb) n 1008 protverr = ssl_choose_client_version(s, sversion); (gdb) bt #0 tls_process_server_hello (s=0x55555585a3f0, pkt=0x7fffffffce70) at ssl/statem/statem_clnt.c:1008 #1 0x00007ffff7988046 in ossl_statem_client_process_message (s=0x55555585a3f0, pkt=0x7fffffffce70) at ssl/statem/statem_clnt.c:689 #2 0x00007ffff79865c0 in read_state_machine (s=0x55555585a3f0) at ssl/statem/statem.c:643 #3 0x00007ffff7986061 in state_machine (s=0x55555585a3f0, server=0) at ssl/statem/statem.c:439 #4 0x00007ffff7985b34 in ossl_statem_connect (s=0x55555585a3f0) at ssl/statem/statem.c:218 #5 0x00007ffff7960800 in ssl3_write_bytes (s=0x55555585a3f0, type=23, buf_=0x555555847960, len=0) at ssl/record/rec_layer_s3.c:366 #6 0x00007ffff796cac3 in ssl3_write (s=0x55555585a3f0, buf=0x555555847960, len=0) at ssl/s3_lib.c:4126 #7 0x00007ffff797a29c in SSL_write (s=0x55555585a3f0, buf=0x555555847960, num=0) at ssl/ssl_lib.c:1677 #8 0x00005555555bec06 in s_client_main (argc=0, argv=0x7fffffffdc90) at apps/s_client.c:2271 #9 0x00005555555a2a39 in do_cmd (prog=0x555555842180, argc=6, argv=0x7fffffffdc90) at apps/gmssl.c:471 #10 0x00005555555a20fd in main (argc=6, argv=0x7fffffffdc90) at apps/gmssl.c:177
这是不是比找到可疑代码,然后一句句加print语句来得快呢?
当然,如果对于大块的数据,比如我怀疑某个加密算法实现得不对,需要对加密结果进行判断,这个时候还是用print语句来得块,毕竟gdb对于大块数据的显示还不是很直观。所以大部分情况下,是单步调试和print结合使用。
网络抓包
从事网络通信相关开发的朋友,应该对网络抓包很熟悉。通常在PC上使用的抓包软件为wireshark,在Android系统上的抓包 工具 有tcpdump。但是国密为SSL版本号定义了一个非常坑爹的值:0x0101,而大多数软件包对0x0300以下的值都会被认为是一个无效的版本号,所以如果使用标准版的wireshark抓国密SSL包,结果是这样的:
这非常不方便分析!
幸运的是,已经有朋友在wireshark上增加了国密SSL支持,抓包结果如下:
这个支持国密的wireshark项目地址为:https://github.com/pengtianabc/wireshark-gm
这个项目的release中有Windows的安装包,如果是Windows开发者,不用过多折腾,安装上即可。
下面说说Ubuntu系统下从源码build出wireshark,并运行之。
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clone源码
$ git clone https://github.com/pengtianabc/wireshark-gm
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安装编译源码所需要的软件包
$ sudo apt install libc-ares-dev flex qt5-default qttools5-dev qtmultimedia5-dev libpcap-dev libcap-dev cmake cmake-curses
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编译源码
$ cd wireshark-gm $ mkdir build $ cd build $ cmake .. $ make
编译出的wireshark位于 build/run 目录下。
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切换到sudo运行环境
网络抓包需要root权限,否则会提示:
Capturing on 'enp3s0' dumpcap: The capture session could not be initiated on interface 'enp3s0' (You don't have permission to capture on that device). Please check to make sure you have sufficient permissions.
在网络上找了一些方法,非root用户也能够抓包,但折腾了半天,也没有成功(系统安装的wireshark倒是可以)。算了,先不折腾,就切换到root环境吧:
sudo -i
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设置环境变量
为了避免和系统的wireshark冲突,这里不建议执行 make install 将 wireshark-gm 安装到系统目录下,为了能够让系统找到我们的wireshark和库,设置环境变量:
export PATH=/work/gmbrowser/src/wireshark-gm/build/run:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/work/gmbrowser/src/wireshark-gm/build/run:$LD_LIBRARY_PATH
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运行wireshark,就可以抓包了。要确定运行的是自己build的版本,而不是系统的wireshark,可以看到自己build的版本有 development build 字样。
网络抓包对于现场调试,特别是在和第三方对接调试时非常有用。而在国密SSL通信中,主要调试建立国密SSL连接过程,在这个过程中,建立连接的几个阶段,分别发送了和接收了什么数据。有了对国密SSL协议的支持,看起来就清楚多了,否则还需要自己对照协议,一部分一部分的分析数据。
好了,关于国密开发的两点调试技巧就介绍到这里,希望对你有帮助。谢谢!
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
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