国密TLCP使用手册
编译 NTLS 功能
NTLS 在 Tongsuo 的术语中代指符合 GM/T 0024 SSL VPN 和 TLCP 协议的安全通信协议,其特点是采用加密证书/私钥和签名证书/私钥相分离的方式。 在编译 Tongsuo 的时候,需要显式的指定编译参数方可开启 NTLS 的支持:
./config enable-ntls --prefix=/path/to/tongsuo
make -j
make install
特性使用(s_server/s_client工具验证)
测试用证书在test/certs/sm2目录下
server 端:命令行输入
openssl s_server -accept 127.0.0.1:4433 \
-enc_cert test/certs/sm2/server_enc.crt \
-enc_key test/certs/sm2/server_enc.key \
-sign_cert test/certs/sm2/server_sign.crt \
-sign_key test/certs/sm2/server_sign.key \
-enable_ntls
client 端(测试 ECC-SM2-WITH-SM4-SM3 套件):命令行输入
openssl s_client -connect 127.0.0.1:4433 -cipher ECC-SM2-WITH-SM4-SM3 -enable_ntls -ntls
client 端(测试 ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3 套件):命令行输入
openssl s_client -connect 127.0.0.1:4433 -cipher ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3 \
-sign_cert test/certs/sm2/client_sign.crt \
-sign_key test/certs/sm2/client_sign.key \
-enc_cert test/certs/sm2/client_enc.crt \
-enc_key test/certs/sm2/client_enc.key \
-enable_ntls -ntls
客户端和服务端集成TLCP
服务端代码片段如下所示,可编译的完整服务端代码可以参考 https://www.yuque.com/tsdoc/ts/gdwdfuoih2mxxotf#L7Ntj
int main() {
//变量定义
const SSL_METHOD *meth = NULL;
SSL_CTX *ctx = NULL;
const char *sign_key_file = "/path/to/sign_key_file";
const char *sign_cert_file = "/path/to/sign_cert_file";
const char *enc_key_file = "/path/to/enc_key_file";
const char *enc_cert_file = "/path/to/enc_cert_file";
//双证书相关server的各种定义
meth = NTLS_server_method();
//生成上下文
ctx = SSL_CTX_new(meth);
//允许使用国密双证书功能
SSL_CTX_enable_ntls(ctx);
//加载签名证书,加密证书
if (sign_key_file) {
if (!SSL_CTX_use_sign_PrivateKey_file(cctx->ctx, sign_key_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (sign_cert_file) {
if (!SSL_CTX_use_sign_certificate_file(cctx->ctx, sign_cert_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (enc_key_file) {
if (!SSL_CTX_use_enc_PrivateKey_file(cctx->ctx, enc_key_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (enc_cert_file) {
if (!SSL_CTX_use_enc_certificate_file(cctx->ctx, enc_cert_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
//...后续同标准tls流程
con = SSL_new(ctx);
}
客户端代码片段如下所示,可编译的完整客户端可以参考 https://www.yuque.com/tsdoc/ts/gdwdfuoih2mxxotf#Zhkwt
int main() {
//变量定义
const SSL_METHOD *meth = NULL;
SSL_CTX *ctx = NULL;
const char *sign_key_file = "/path/to/sign_key_file";
const char *sign_cert_file = "/path/to/sign_cert_file";
const char *enc_key_file = "/path/to/enc_key_file";
const char *enc_cert_file = "/path/to/enc_cert_file";
//双证书相关client的各种定义
meth = NTLS_client_method();
//生成上下文
ctx = SSL_CTX_new(meth);
//允许使用国密双证书功能
SSL_CTX_enable_ntls(ctx);
//设置算法套件为ECC-SM2-WITH-SM4-SM3或者ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3
//这一步并不强制编写,默认ECC-SM2-WITH-SM4-SM3优先
if(SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, "ECC-SM2-WITH-SM4-SM3") <= 0)
goto err;
//加载签名证书,加密证书,仅ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3套件需要这一步,
//该部分流程用...begin...和...end...注明
// ...begin...
if (sign_key_file) {
if (!SSL_CTX_use_sign_PrivateKey_file(cctx->ctx, sign_key_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (sign_cert_file) {
if (!SSL_CTX_use_sign_certificate_file(cctx->ctx, sign_cert_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (enc_key_file) {
if (!SSL_CTX_use_enc_PrivateKey_file(cctx->ctx, enc_key_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
if (enc_cert_file) {
if (!SSL_CTX_use_enc_certificate_file(cctx->ctx, enc_cert_file,
SSL_FILETYPE_PEM))
goto err;
}
// ...end...
//...后续同标准tls流程
con = SSL_new(ctx);
}
双证书 keyUsage 检查(8.5.0)
自 8.5.0 起,NTLS/TLCP 握手在校验证书链后,默认会对对端签名证书与加密证书检查 keyUsage(依据 GB/T 20518-2018 附录用途约定,并兼容常见实现):
| 证书类型 | 要求(至少满足其一) |
|---|---|
| 签名证书 | digitalSignature 或 nonRepudiation |
| 加密证书 | keyEncipherment、dataEncipherment 或 keyAgreement |
说明:
- 证书必须携带
keyUsage扩展;缺省扩展会导致握手失败。 - 不要求与附录掩码完全相等,也不强制扩展为 critical。
- 该检查默认开启。若需与仅部分实现、或证书 KU 不规范的对端互通,可显式关闭。
关闭示例(API):
SSL_CTX_set_ntls_cert_key_usage_check(ctx, 0); /* 0=关闭,1=开启 */
/* 或针对单个 SSL 对象 */
SSL_set_ntls_cert_key_usage_check(ssl, 0);
命令行(s_client / s_server):
openssl s_client ... -enable_ntls -ntls -disable_ntls_cert_key_usage_check
openssl s_server ... -enable_ntls -disable_ntls_cert_key_usage_check
配置项(SSL_CONF):enable_ntls_cert_key_usage_check,取值为 on / off。
建议签发双证书时按 GB/T 20518-2018 附录设置 keyUsage,并将扩展标记为 critical:
# 签名证书(附录 C.3)
keyUsage = digitalSignature, nonRepudiation
# 加密证书(附录 C.4)
keyUsage = keyEncipherment, dataEncipherment, keyAgreement
获取对端签名证书与加密证书(8.5.0)
NTLS 握手成功后,可用下列接口分别取得对端的签名证书与加密证书 (均为内部引用,不要 X509_free):
#include <openssl/ssl.h>
X509 *sign_cert = SSL_get0_peer_sign_certificate_ntls(ssl);
X509 *enc_cert = SSL_get0_peer_enc_certificate_ntls(ssl);
if (sign_cert == NULL || enc_cert == NULL) {
/* 非 NTLS 连接、握手未完成,或对端未提供对应证书 */
}
行为要点:
- 仅在当前连接为 NTLS 时有效;否则返回
NULL。 - 签名证书对应会话中的对端身份证书;加密证书取自对端证书链中的加密证书位置(客户端与服务端在链中的索引不同,接口已封装)。
- 适合在应用层分别校验、展示或缓存双证书,而无需自行解析 Certificate 消息顺序。
NTLS CKE 标准兼容性更新(8.5.0)
ECC 套件:预主密钥中的协议版本检查
对使用 SM2 加密预主密钥的 ECC 类套件,服务端在解密 ClientKeyExchange 后会按 GB/T 38636-2020 第 6.4.5.8 节校验 PMS.client_version 是否与 ClientHello.client_version 一致。
- 校验失败时不单独抛出可区分的解密告警,而是改用随机预主密钥继续握手(与 RFC 5246 对 RSA PKCS #1.5 预主密钥版本不匹配的处理类似),以降低服务端被利用为解密预言机的风险。
- 应用侧无需额外配置;请保证客户端写入的 PMS 前两字节与 ClientHello 版本一致。