如何使用 Rust 進行 TLS 開發？

TLS 基礎知識

TLS 是一種安全協議，有助於在雙方之間建立安全連接。TLS 通過握手來驗證雙方彼此的身份，並就如何加密數據達成一致。如圖：

身份驗證：TLS 使用數字證書對參與通信的各方進行身份驗證，數字證書由受信任的第三方頒發，例如證書頒發機構 (CA)。
加密：TLS 使用加密來保護交換的數據，使用的加密算法取決於協商的參數。
完整性：TLS 使用散列函數來確保交換的數據未被篡改。
協商：TLS 允許通信雙方協商使用的加密參數，這可以確保雙方使用相同的參數，並以一致的方式加密數據。
握手：TLS 使用握手過程來建立安全連接，握手過程允許雙方相互驗證並協商要使用的加密參數。

TLS 多年來已經更新了幾次。TLS 的當前版本是 TLS 1.3。TLS 1.3 是對 TLS 的重大更新，帶來了許多安全性和性能改進。如圖：

我們已經介紹了 TLS 的基礎知識，下面讓我們開始看看 Rustls 庫。

Rustls 庫

Rustls 是一個用 Rust 編寫的現代 TLS 庫。它的設計是安全、高效和易於使用。

安全性：Rustls 在設計時就考慮到了安全性，它使用現代加密技術，並不斷被審計是否有安全漏洞。
性能：Rustls 非常高效，因爲它是用 Rust 編寫的。
易用性：Rustls 易於使用，它提供了一個簡單的 API，可以很容易地在應用程序中實現 TLS。

下面是創建 TLS 客戶端和服務器的代碼

在 Cargo.toml 中加入 Rustls 庫：

[dependencies]
rustls = "0.21.7"
webpki-roots = "0.25"

use std::sync::Arc;

use std::io::{stdout, Read, Write};
use std::net::TcpStream;

fn main() {
    // 加載根證書，用於驗證服務器。使用webpki_roots庫，它包含Mozilla的根證書集。
    let mut root_store = rustls::RootCertStore::empty();
    root_store.add_trust_anchors(webpki_roots::TLS_SERVER_ROOTS.iter().map(|ta| {
        rustls::OwnedTrustAnchor::from_subject_spki_name_constraints(
            ta.subject,
            ta.spki,
            ta.name_constraints,
        )
    }));

    // 創建ClientConfig
    let config = rustls::ClientConfig::builder()
        .with_safe_defaults()
        .with_root_certificates(root_store)
        .with_no_client_auth();

    let rc_config = Arc::new(config);
    let example_com = "www.rust-lang.org".try_into().unwrap();

    // 建立到服務器端443端口的連接
    let mut conn = rustls::ClientConnection::new(rc_config, example_com).unwrap();
    let mut sock = TcpStream::connect("www.rust-lang.org:443").unwrap();

    // 建立TLS連接
    let mut tls = rustls::Stream::new(&mut conn, &mut sock);

    // 發送請求數據
    tls.write_all(
        concat!(
            "GET / HTTP/1.1\r\n",
            "Host: www.rust-lang.org\r\n",
            "Connection: close\r\n",
            "Accept-Encoding: identity\r\n",
            "\r\n"
        ).as_bytes(),
    ).unwrap();

    let ciphersuite = tls.conn.negotiated_cipher_suite().unwrap();

    writeln!(
        &mut std::io::stderr(),
        "Current ciphersuite: {:?}",
        ciphersuite.suite()
    ).unwrap();

    let mut plaintext = Vec::new();

    // 接收服務器端返回的數據
    tls.read_to_end(&mut plaintext).unwrap();
    stdout().write_all(&plaintext).unwrap();
}

這段代碼創建了一個連接到 “www.rust-lang.org” 服務器 443 端口的 TLS 客戶端。然後打印服務器返回的信息。

一旦建立了安全連接，我們就可以開始交換數據。爲此，我們使用 tls.write_all 方法通過連接發送數據，並使用 tls.read_to_end 方法接收數據。

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/dQZVExaoR3iNLspawG51-w

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