MySQL协议中的TLS实现

参考：dev.mysql.com/doc/dev/mys...

MySQL 协议通过透明层实现 TLS 加密，在压缩后、网络传输前对数据进行加密。核心流程如下：能力协商：服务端在初始握手包 (Protocol::Handshake) 中通过 CLIENT_SSL 能力标志（0x00000800）声明支持 TLS客户端回应 SSLRequest 包（同样携带 CLIENT_SSL 标志）请求加密连接阶段转换：TCP 连接建立后立即进行能力协商协商成功后，所有后续通信立即切换为 TLS 加密隧道数据流顺序：markdown复制应用层数据 → 压缩 → TLS 加密 → 网络传输协议包结构：SSLRequest 固定 4 字节包头 + 能力标志（32-bit）TLS 数据遵循标准 TLS 记录层格式（如示例中的 16 03 01...）

C++ 实现代码（基于 OpenSSL）

#include

// 创建 TLS 加密隧道 SSL* establish_ssl_connection(int sockfd) { SSL_CTX* ctx = SSL_CTX_new(TLS_client_method()); if (!ctx) { ERR_print_errors_fp(stderr); return nullptr; } // 配置 TLS 参数 (示例) SSL_CTX_set_min_proto_version(ctx, TLS1_2_VERSION); SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, "HIGH:!aNULL:!kRSA:!PSK:!SRP:!MD5:!RC4"); SSL* ssl = SSL_new(ctx); SSL_set_fd(ssl, sockfd); // 执行 TLS 握手 if (SSL_connect(ssl) != 1) { ERR_print_errors_fp(stderr); SSL_free(ssl); SSL_CTX_free(ctx); return nullptr; } return ssl; // 返回加密套接字 } // 发送 SSLRequest 包 bool send_ssl_request(int sockfd) { /* SSLRequest 结构：包头：4字节 (小端字节序) 能力标志：0x00000800 (CLIENT_SSL) */ uint32_t capability_flags = 0x00000800; uint8_t packet[8]; // 设置包头 (payload=4字节) packet[3] = 4; // 包长度低字节 packet[0] = packet[1] = packet[2] = 0; // 添加能力标志 (小端) memcpy(packet + 4, &capability_flags, 4); return send(sockfd, packet, 8, 0) == 8; } // MySQL 客户端连接流程示例 void mysql_client_connect(const char* host, uint16_t port) { // 1. 建立 TCP 连接 int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); sockaddr_in server_addr{}; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(port); inet_pton(AF_INET, host, &server_addr.sin_addr); connect(sockfd, (sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)); // 2. 接收服务器握手包 (此处省略解析过程) uint8_t handshake[1024]; recv(sockfd, handshake, sizeof(handshake), 0); // 3. 发送 SSLRequest if (!send_ssl_request(sockfd)) { close(sockfd); return; } // 4. 建立 TLS 隧道 SSL* ssl = establish_ssl_connection(sockfd); if (!ssl) { close(sockfd); return; } // 5. 在 TLS 上发送认证数据 const char* auth_packet = "\x0Auser\x00password\x00"; SSL_write(ssl, auth_packet, strlen(auth_packet)); // ... 后续加密通信 // 清理资源 SSL_shutdown(ssl); SSL_free(ssl); close(sockfd); } // 初始化 OpenSSL void init_openssl() { SSL_library_init(); OpenSSL_add_all_algorithms(); SSL_load_error_strings(); }

关键点解析

能力标志处理：cpp复制uint32_t capability_flags = 0x00000800; // CLIENT_SSL memcpy(packet + 4, &capability_flags, 4);使用小端字节序传输能力标志0x00000800 是 MySQL 协议定义的 SSL 能力位TLS 隧道建立：cpp复制SSL_CTX* ctx = SSL_CTX_new(TLS_client_method()); SSL* ssl = SSL_new(ctx); SSL_set_fd(ssl, sockfd); SSL_connect(ssl); // 关键握手操作协议包结构：markdown复制[3字节长度][1字节序列号][4字节能力标志] \4字节包头/ \4字节有效载荷/数据流转换：cpp复制// 明文通信 send(sockfd, ssl_request, 8, 0); // 切换为加密通信 SSL_write(ssl, auth_data, auth_len);

注意事项

错误处理：所有 OpenSSL 操作都应检查返回值使用 ERR_print_errors_fp() 输出错误信息协议兼容性：实际实现需解析服务器握手包中的能力标志处理不同 MySQL 版本的兼容性（示例中的能力标志适用于 MySQL 5.5+）资源管理：cpp复制SSL_shutdown(ssl); // 优雅关闭 TLS SSL_free(ssl); SSL_CTX_free(ctx); // 释放上下文此实现展示了 MySQL 协议中 TLS 集成的核心流程，实际生产环境还需添加完整的错误处理、协议解析和配置管理系统。