主題：基于mbedtls-2.16.0，驗證TLS會話復用功能

驗證環境：

設備與PC驗證TLS會話復用

1.TLS服務端

python代碼

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import ssl
import timehost = '192.168.x.xx'  # 服務器IP地址
port = 443             # 服務器端口# 加載證書和私鑰
certfile = "certificate.pem"
keyfile = "private.key"def create_server():context = ssl.create_default_context(ssl.Purpose.CLIENT_AUTH)context.load_cert_chain(certfile, keyfile=keyfile)#context.verify_mode = ssl.CERT_NONE# 啟用SSL會話緩存#context.session_cache_mode = ssl.SESSION_CACHE_SERVER#context.session_cache_size = 100  # 可以設置緩存的大小，調整為合適的值server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.bind((host, port))server_socket.listen(5)print("TLS server started on {}:{}".format(host, port))while True:# 等待客戶端連接client_socket, client_addr = server_socket.accept()print("Connection from {}".format(client_addr))  # 使用str.format()格式化# 包裝客戶端連接以啟用TLSssl_socket = context.wrap_socket(client_socket, server_side=True)try:data = ssl_socket.recv(1024)  # 接收數據（測試連接時間）if data:print("Received data: {}".format(data))ssl_socket.send(b'Hello from server')except Exception as e:print("Connection error: {}".format(e))finally:ssl_socket.close()if __name__ == "__main__":create_server()

啟動TLS服務

sudo python3 tls_server.py

TLS server started on 192.168.xx.xxx:443
Connection from ('192.168.xx.xxx', 56626)
......

2.TLS客戶端

2.1 基于Sesssion ID

2.1.1mbedtls-2.16.0庫的宏配置

#define MBEDTLS_SSL_CACHE_C 

2.1.2 初始化配置

// 初始化所有組件mbedtls_net_init(&server_fd);mbedtls_ssl_init(&ssl);mbedtls_ssl_config_init(&conf);mbedtls_entropy_init(&entropy);mbedtls_ctr_drbg_init(&ctr_drbg);mbedtls_ssl_session_init(&saved_session);// 配置隨機數生成器mbedtls_ctr_drbg_seed(&ctr_drbg, mbedtls_entropy_func, &entropy,(const unsigned char *)"tls_client", 10))// 配置SSL參數mbedtls_ssl_config_defaults(&conf, MBEDTLS_SSL_IS_CLIENT,MBEDTLS_SSL_TRANSPORT_STREAM,MBEDTLS_SSL_PRESET_DEFAULT)// 配置無CA驗簽mbedtls_ssl_conf_authmode(&conf, MBEDTLS_SSL_VERIFY_NONE);// 生成隨機數mbedtls_ssl_conf_rng(&conf, mbedtls_ctr_drbg_random, &ctr_drbg);mbedtls_ssl_conf_dbg(&conf, NULL, 0);

2.1.3 TCP連接

// TCP連接mbedtls_net_connect(&server_fd, SERVER, PORT, 
MBEDTLS_NET_PROTO_TCP) // 配置上下文mbedtls_ssl_setup(&ssl, &conf);// 綁定端口mbedtls_ssl_set_bio(&ssl, &server_fd, mbedtls_net_send, mbedtls_net_recv, NULL);

2.1.4 首次TLS連接

2.1.4.1 發送加密算法列表

// TLS握手mbedtls_ssl_handshake(ssl);

Seesion ID為0.

2.1.4.2 選擇加密算法（用于會話秘鑰）

2.1.4.3 發送預主秘鑰（用于生成會話秘鑰）

2.1.4.4 客戶端發送 Change Cipher Spec 消息（通知服務端準備使用新秘鑰進行通信）

2.1.4.5 客戶端確認密鑰協商正確

2.1.4.6 服務端發送 Change Cipher Spec 消息（通知客戶端準備使用新秘鑰進行通信）

2.1.4.7 服務端密鑰協商的正確性

2.1.4.6 終止加密通信（客戶端主動停止TLS通信——方便驗證后續TLS會話復用）

2.1.5 保存TLS連接會話

// 保存會話
mbedtls_ssl_get_session(&ssl, &saved_session)

2.1.6 銷毀連接

//斷開TLS連接
mbedtls_ssl_close_notify(&ssl);
mbedtls_ssl_free(&ssl);//斷開TCP連接
mbedtls_net_free(&server_fd);

2.1.7 重新建立TCP連接

// TCP連接mbedtls_net_connect(&server_fd, SERVER, PORT, 
MBEDTLS_NET_PROTO_TCP) // 初始化SSL結構體
mbedtls_ssl_init(&ssl);// 配置上下文mbedtls_ssl_setup(&ssl, &conf);// 綁定端口mbedtls_ssl_set_bio(&ssl, &server_fd, mbedtls_net_send, mbedtls_net_recv, NULL);

2.1.8 復用會話

// 更新舊會話到當前ssl
mbedtls_ssl_set_session(&ssl, &saved_session);

2.1.9 TLS重新連接

   // TLS握手mbedtls_ssl_handshake(ssl);

2.2 基于Ticket

2.2.1開啟mbedtls庫的TLS Ticket復用功能

#define MBEDTLS_SSL_SESSION_TICKETS

2.2.2 初始化配置

// 初始化所有組件mbedtls_net_init(&server_fd);mbedtls_ssl_init(&ssl);mbedtls_ssl_config_init(&conf);mbedtls_entropy_init(&entropy);mbedtls_ctr_drbg_init(&ctr_drbg);mbedtls_ssl_session_init(&saved_session);// 配置隨機數生成器mbedtls_ctr_drbg_seed(&ctr_drbg, mbedtls_entropy_func, &entropy,(const unsigned char *)"tls_client", 10))// 配置SSL參數mbedtls_ssl_config_defaults(&conf, MBEDTLS_SSL_IS_CLIENT,MBEDTLS_SSL_TRANSPORT_STREAM,MBEDTLS_SSL_PRESET_DEFAULT)// 配置無CA驗簽mbedtls_ssl_conf_authmode(&conf, MBEDTLS_SSL_VERIFY_NONE);// 生成隨機數mbedtls_ssl_conf_rng(&conf, mbedtls_ctr_drbg_random, &ctr_drbg);

2.2.3 配置Ticket

//配置Ticket使能mbedtls_ssl_conf_session_tickets(&conf, MBEDTLS_SSL_SESSION_TICKETS_ENABLED);mbedtls_ssl_conf_dbg(&conf, NULL, 0);

2.2.4 TCP連接

    // TCP連接mbedtls_net_connect(&server_fd, SERVER, PORT, 
MBEDTLS_NET_PROTO_TCP) // 配置上下文mbedtls_ssl_setup(&ssl, &conf);// 綁定端口mbedtls_ssl_set_bio(&ssl, &server_fd, mbedtls_net_send, mbedtls_net_recv, NULL);

2.2.5 首次TLS連接

// TLS握手mbedtls_ssl_handshake(ssl);

2.2.6 保存TLS連接會話

// 保存會話
mbedtls_ssl_get_session(&ssl, &saved_session)

2.2.7 銷毀連接

//斷開TLS連接
mbedtls_ssl_close_notify(&ssl);
mbedtls_ssl_free(&ssl);//斷開TCP連接
mbedtls_net_free(&server_fd);

2.2.8 重新建立TCP連接

// TCP連接mbedtls_net_connect(&server_fd, SERVER, PORT, 
MBEDTLS_NET_PROTO_TCP) // 初始化SSL結構體
mbedtls_ssl_init(&ssl);// 配置上下文mbedtls_ssl_setup(&ssl, &conf);// 綁定端口mbedtls_ssl_set_bio(&ssl, &server_fd, mbedtls_net_send, mbedtls_net_recv, NULL);

2.2.9 復用會話

// 更新舊會話到當前ssl
mbedtls_ssl_set_session(&ssl, &saved_session);

2.2.10 TLS重新連接

    // TLS握手mbedtls_ssl_handshake(ssl);