初始https附带c/c++源码使用curl库调用

使用C++与CURL开发HTTPS客户端的深度指南

目录

1. 准备工作
2. 基础HTTPS请求实现
3. 核心功能扩展
4. 进阶配置与优化
5. 安全注意事项
6. 调试与问题排查
7. 跨平台适配要点

一、准备工作

1.1 cURL库简介

cURL（Client URL Request Library）是一个支持多种网络协议的开源库：

• 支持协议：HTTP/HTTPS, FTP/FTPS, SCP, SFTP等
• 多语言绑定：C/C++, Python, PHP等
• 最新版本：8.x（截至2024年7月）
• 关键特性：
  • SSL/TLS支持（OpenSSL/WolfSSL等后端）
  • Cookie处理
  • 文件传输恢复
  • HTTP/2支持

1.2 开发环境搭建

最方便的多平台编译做法是使用qt进行cmake编译可以参考这篇文章的libevent的编译链接: libevent编译

Windows环境

# vcpkg安装
vcpkg install curl[ssl] curl[openssl]

# MSYS2安装
pacman -S mingw-w64-x86_64-curl

Linux环境

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install libcurl4-openssl-dev

# CentOS/RHEL
sudo yum install libcurl-devel openssl-devel

macOS环境

brew install curl-openssl
export PATH="/usr/local/opt/curl-openssl/bin:$PATH"

二、基础HTTPS请求实现

2.1 最小化示例代码

#include <iostream>
#include <curl/curl.h>

// 响应数据回调函数
size_t WriteCallback(char* ptr, size_t size, 
                    size_t nmemb, void* userdata) {
    std::string* response = static_cast<std::string*>(userdata);
    response->append(ptr, size * nmemb);
    return size * nmemb;
}

int main() {
    CURL* curl = curl_easy_init();
    if (!curl) {
        std::cerr << "Failed to initialize cURL" << std::endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }

    std::string response_data;
    
    // HTTPS目标地址（测试用）
    const char* url = "https://httpbin.org/get";
    
    // cURL配置链式调用示例
    CURLcode res = CURLE_OK;
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, url);
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEFUNCTION, WriteCallback);
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, &response_data);
    
    // SSL安全配置基线
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, 1L);   // 验证对端证书有效性 
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_SSL_VERIFYHOST, 2L);   // CN匹配严格模式
    
#ifdef _WIN32 
    res |= curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_CAINFO,
              "C:\\Windows\\System32\\curl-ca-bundle.crt");
#endif
    
    if (res != CURLE_OK) {
        std::cerr << "Configuration failed: " 
                  << curl_easy_strerror(res) << std::endl;
        curl_easy_cleanup(curl);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    res = curl_easy_perform(curl);
    
    if (res != CURLE_OK) {
        std::cerr << "Request failed: " 
                  << curl_easy_strerror(res) << std::endl;
        long http_code = 0;
        curl_easy_getinfo(curl, CURLINFO_RESPONSE_CODE, &http_code);
        std::cerr << "HTTP Status: " << http_code << std::endl;
        
        const char* ip_addr = nullptr;
        if (curl_easy_getinfo(curl, CURLINFO_PRIMARY_IP,
                            &ip_addr) == CURLE_OK) {
            std::cout << "Connected to: " << ip_addr << std::endl;
        }
        
        const char* ssl_version = nullptr; 
        if (curl_easy_getinfo(curl,
            CURLINFO_SSL_PROTOCOL,
            &ssl_version) == CURLE_OK) {
            std::cout << "SSL Protocol: "
                      << ssl_version << std::endl; 
        }
        
        return EXIT_FAILURE; 
    }

    // Response分析演示    
    long http_code = 0;
    curl_easy_getinfo(curl,
                    CURLINFO_RESPONSE_CODE,
                    &http_code);
    
    double total_time = 0;                    
if (CURLE_OK == 
   curl_easy_getinfo(
       curl,CURLLINFO_TOTAL_TIME_T,&total_time)){
       printf("Total time: %.3fms\n", total_time);                        }
    
std::cout<< "\nResponse ["<< http_code<<"]:\n"
         << response_data.substr(0,
            512)<<std::endl;

// Cleanup流程        
curl_easy_cleanup(curl);       
return EXIT_SUCCESS;

}

这个基础示例包含了：

1. cRUL句柄初始化与管理
2. SSL/TLS验证基本配置
3. HTTP响应处理机制
4. DNS解析信息获取
5. SSL协商信息追踪
6. Performance指标统计

##三、核心功能扩展

###3.1 POST请求与参数提交

// JSON格式POST演示  
struct UploadData {  
const char* data;  
size_t length;  
};  

size_t ReadCallback(char *buffer,
                   size_t size,
                   size_t nitems,
                   void *userdata){
struct UploadData *upload =
static_cast<UploadData*>(userdata);                     

size_t copy_size =
std:min(size * nitems,
upload->length);

memcpy(buffer,
upload->data,copy_size);

upload->data += copy_size;

upload->length -= copy_size;

return copy_size;

}

//...主逻辑中添加...

const char *json_data =
"{\"key\":\"value\",\"num\":123}";  

struct UploadData upload;  
upload.data = json_data;

upload.length =
strlen(json_data);

res |=curl_easy_setopt(
   curl,CURLLOST_POSTFIELDSIZE_LARGE,

static_cast<long>(strlen(json_data))); 

res|=curleasysetopt(
   curll,CURLLOSTPOST,

1L);//启用POST模式  

res|=curleasysetopt(
   curll,CURLLOAD_DATA,

&upload);

res|=curleasysetopt(
   curll,CURLLOADFUNCTION,

ReadCallback);

//自定义头信息添加 

struct curllistheaders=nullptr;

headers=curll_slistappend(
 headers,"Content-Type:application/json");

headers=curll_slistappend(

headers,"X-CustomHeader:MyValue");

res|=curleasysetopt(

 curll,CURRLOHTTPHEADER,

 headers);

注意要点:

• POST数据大于512字节时推荐使用回调方式
• chunked传输编码需要特别处理
• Content-Type需准确匹配载荷格式
• HTTPS默认使用TLSv1.2+协议

###3.2 Cookie管理

持久化Cookie存储示例：

#include <fstream> 

class CookieJar { 

public:

static int LoadCookies(CookieJar*, const string& path){/*...*/} 

static int SaveCookies(CookieJar*, const string& path){/*...*/}

};

//主逻辑中：

const string cookie_file="/tmp/cookies.txt";

curleasysetopt(

 curll,CURRLOCOOKIEFILE,

cookie_file.c_str()); //读取Cookie    

curleasysetopt(

 curll,CURRLOCOOKIEJAR,

 cookie_file.c_str()); //保存Cookie   

建议：

• cookie文件权限设置为600模式
• NS_COOKIE策略遵循RFC6265标准

一、HTTPS诞生的历史背景

1. 早期互联网的安全困局（1990年代）

• HTTP明文传输：最初的HTTP协议未考虑加密需求

  GET /login HTTP/1.1
  Host: example.com
  Cookie: sessionid=1234; password=mysecret

  所有请求/响应在网络上裸奔传输

• 典型安全事件

  • 1994年：著名黑客Kevin Mitnick通过嗅探FTP流量入侵多台政府服务器
  • eBay早期用户数据大规模泄露事件

2. SSL协议的诞生（1994年）

• 核心推动者：Netscape公司为解决电子商务安全问题
• 版本演进
  1. SSL 1.0 (未发布)
  2. SSL 2.0 (1995) → PCI标准禁止使用于支付系统
  3. SSL 3.0 (1996) → POODLE漏洞终结其使命

3. TLS标准化进程（1999至今）

版本	IETF标准号	重大改进
TLS 1.0	RFC2246	SSL3.0兼容模式
TLS 1.2	RFC5246	AEAD加密算法支持
TLS 1.3	RFC8446	Zero-RTT,完全禁用传统加密算法

• 里程碑事件：2014年Google宣布优先索引HTTPS页面

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二、现代HTTPS的核心价值与用途

A) 核心安全目标

graph TD A[机密性] --> AES/GCM算法加密信道 B[完整性] --> HMAC-SHA256校验防篡改 C[身份认证] --> X.509证书链验证服务端身份 D[抗重放攻击] --> Sequence Number机制

B) 实际应用场景

1. Web服务保护

• 金融交易安全

# Django示例 -强制开启HSTS中间件 
SECURE_HSTS_SECONDS =31536000  
SECURE_SSL_REDIRECT =True 

• 医疗隐私保护: HIPAA法规明确要求医疗数据传输必须加密

2. API安全防护

// Spring Boot配置强制证书验证 
@Bean  
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http){
    http.requestMatchers().antMatchers("/api/**")
        .and().requiresChannel().anyRequest().requiresSecure();
}

3. IoT设备通信

ESP32 HTTPS固件示例：

WiFiClientSecure client;
client.setCACert(aws_root_ca); //加载AWS根证书  
client.connect("iot.us-west-2.amazonaws.com",443);

String payload ="{'temp':25}";
client.println("POST /things/mydevice/data HTTP/1.1");
client.println("Content-Length:"+payload.length());
client.println(payload);

4. DNS安全进化 (DoH/DoT)

# Windows配置DoT解析 
Add-DnsClientDohServerAddress -ServerAddress '9.9.9.9' -DohTemplate 'https://dns11.example.com/dns-query'

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C) HTTPS带来的革命性影响

(1) Web信任体系重构

"HTTP页面地址栏不再显示安全锁标志" ------ Chrome Security Team,2018

浏览器策略变化时间线：

2014: HTTPS开始获得SEO权重加成  
2017: Chrome标记HTTP登录页面为不安全  
2020: Safari阻止混合内容加载  
2023: Firefox默认启用严格隐私模式(SB)

(2) PKI生态成熟

全球CA市场格局：

Let's Encrypt （免费DV证书） →46%市场份额   
DigiCert/Symantec （企业级OV/EV） →34%   
其他区域CA →20%

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D) HTTPS与未来网络发展

新兴技术领域	HTTPS的关键角色
WebAssembly(Wasm)	Wasm模块必须通过https加载执行
Web蓝牙API	https域名是调用硬件API的前提条件
PWA(渐进式Web应用)	Service Worker必须部署在https环境

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✎ 开发者须知

虽然现代CDN与云服务极大简化了证书部署流程（如Cloudflare一键SSL），但底层实现仍需关注：

# Nginx最佳实践配置示例 
ssl_protocols TLSv1.3 TLSv1.2;
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_ecdh_curve X25519:secp521r1; # X25519算法比传统NIST曲线快40%
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;

「没有绝对安全的系统」------即使部署了https仍需配合WAF(Web应用防火墙)、入侵检测等多层防御