A ideia aqui não é explicar como funciona a criptografia mas sim apresentar que é possível o seu uso.
Introdução
No artigo anterior sobre TCP foi demonstrado como ocorre o processo de comunicação desse IPC, porém conforme descrito no artigo é possível notar que os dados trafegam de forma legível(plain text), sendo possível realizar a leitura sem maiores problemas. Existem aplicações que a exposição desses dados resulta no comprometimento da aplicação, permitindo que “curiosos” bisbilhotem. Para garantir que os dados não serão capturados e usados de forma ilícita existe uma forma de proteger os dados através da criptografia. Neste artigo será demonstrado como implementar esse IPC usando SSL para proteger as mensagens trafegadas. Esse artigo foi baseado/traduzido de acordo com esse exemplo.
O que é SSL?
SSL significa Secure Sockets Layer que é um protocolo usado para estabelecer uma conexão criptografada entre um servidor e um cliente. Após estabelecer a conexão, o SSL garante que os dados transmitidos entre o cliente e o servidor estão seguros.
Funcionamento SSL
SSL usa algoritmo de criptografia assimétrica e simétrica para proteger a transmissão dos dados, este artigo explica de forma clara como funciona a transição da forma assimétrica para a forma simétrica. Estes algoritmos usam um par de chaves sendo uma pública e outra privada. A chave pública fica disponível e conhecida por qualquer um. A chave privada é conhecida somente por uma das partes neste caso o servidor. Com o SSL a mensagem criptografada pela chave pública pode ser descriptografada somente pela chave privada, para uma explicação mais elaborada clique aqui.
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Handshake SSL
O processo de handshake ocorre em alguns passos antes do início da troca de mensagens entre as partes, para melhor saber como ocorre esse processo a IBM possui um artigo bem explicativo podendo ser acessado aqui.
Preparação do Ambiente
Antes de apresentarmos o exemplo, primeiro precisaremos instalar algumas ferramentas para auxiliar na análise da comunicação. As ferramentas necessárias para esse artigo são o tcpdump e o openssl, para instalá-las basta executar os comandos abaixo:
sudo apt-get updatesudo apt-get install opensslsudo apt-get install tcpdumpopenssl
OpenSSL é uma ferramente de criptografia que implementa os protocolos SSL e TLS(Transport Layer Security). Com essa ferramenta é possível se conectar a servidores que utilizam SSL/TLS.
tcpdump
O tcpdump é uma ferramenta capaz de monitorar o tráfego de dados em uma dada interface como por exemplo eth0, com ele é possível analisar os pacotes que são recebido e enviados
Implementação
Para demonstrar o uso desse IPC, iremos utilizar o modelo Cliente/Servidor, onde o processo Cliente(button_process) vai enviar uma mensagem com comandos pré-determinados para o servidor, e o Servidor(led_process) vai ler as mensagens e verificar se possui o comando cadastrado, assim o executando.
Para melhor isolar as implementações do servidor e do cliente foi criado uma biblioteca, que abstrai a rotina de inicialização e execução do servidor, e a rotina de conexão por parte do cliente.
Biblioteca
A biblioteca criada permite uma fácil criação do servidor, sendo o servidor orientado a eventos, ou seja, fica aguardando as mensagens chegarem.
tcp_interface.h
Primeiramente criamos uma interface resposável por eventos de envio e recebimento, essa funções serão chamadas quando esses eventos ocorrerem.
typedef struct
{
int (*on_send)(char *buffer, int *size, void *user_data);
int (*on_receive)(char *buffer, int size, void *user_data);
} TCP_Callback_t;tcp_server.h
Criamos também um contexto que armazena os parâmetros utilizados pelo servidor, sendo o socket para armazenar a instância criada, port que recebe o número que corresponde onde o serviço será disponibilizado, buffer que aponta para a memória alocada previamente pelo usuário, buffer_size que representa o tamanho do buffer, a interface das funções de callback, ssl_context que receberá a instância do contexto SSL, certificate que recebe o certificado e key que recebe a chave usada na criptografia.
typedef struct
{
int socket;
int port;
char *buffer;
int buffer_size;
TCP_Callback_t cb;
void *ssl_context;
const char *certificate;
const char *key;
} TCP_Server_t;Essa função é responsável pela a inicialização do servidor
bool TCP_Server_Init(TCP_Server_t *server);Essa função aguarda uma conexão e realiza a comunicação com o cliente.
bool TCP_Server_Exec(TCP_Server_t *server, void *data);Essa função libera o contexto alocado pelo SSL
bool TCP_Server_Cleanup(TCP_Server_t *server);tcp_server.c
No TCP_Server_Init definimos algumas variáveis para auxiliar na inicialização do servidor, sendo uma variável booleana que representa o estado da inicialização do servidor, uma variável do tipo inteiro que recebe o resultado das funções necessárias para a configuração, uma variável do tipo inteiro para habilitar o reuso da porta caso o servidor precise reiniciar e uma estrutura sockaddr_in que é usada para configurar o servidor para se comunicar através da rede.
bool status = false;
int is_valid;
int enable_reuse = 1;
struct sockaddr_in address;Para realizar a inicialização é criado um dummy do while, para que quando houver falha em qualquer uma das etapas, irá sair da função com status de erro, nesse ponto verificamos se o contexto e o buffer foi inicializado, que é de responsabilidade do usuário
if(!server || !server->buffer)
break;Inicializamos a biblioteca do SSL e inicializamos o seu contexto
SSL_library_init();
server->ssl_context = ssl_context_init();
if(!server->ssl_context)
break;Carregamos o certificado
if(ssl_load_certificates(server->ssl_context, (char *)server->certificate, (char *)server->key) == false)
break;Criamos um endpoint com o perfil de se conectar via protocolo IPv4(AF_INET), do tipo stream que caracteriza o TCP(SOCK_STREAM), o último parâmetro pode ser 0 nesse caso.
server->socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(server->socket < 0)
break;Aqui permitimos o reuso do socket caso necessite reiniciar o serviço
is_valid = setsockopt(server->socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&enable_reuse, sizeof(enable_reuse));
if(is_valid < 0)
break;Preenchemos a estrutura com parâmetros fornecidos pelo usuário como em qual porta que o serviço vai rodar.
memset(&address, 0, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
address.sin_port = htons(server->port);Aplicamos as configurações ao socket criado
is_valid = bind(server->socket, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address));
if(is_valid != 0)
break;Por fim colocamos o socket para escutar novas conexões
is_valid = listen(server->socket, 1);
if(is_valid < 0)
break;
status = true;Na função TCP_Server_Exec declaramos algumas variáveis para realizar a conexão e comunicação com o cliente
SSL *ssl;
struct sockaddr_in address;
socklen_t addr_len = sizeof(address);
int client_socket;
size_t read_len;
int write_len;
bool status = false;Quando a conexão é solicitada por parte do cliente, o accept retorna o socket referente a conexão, caso for feita com sucesso
client_socket = accept(server->socket, (struct sockaddr *)&address, &addr_len);
if(client_socket > 0)Realizamos o handshake SSL caso ocorrer com sucesso inicia a troca de mensagens
ssl = SSL_new(server->ssl_context);
SSL_set_fd(ssl, client_socket);
if(SSL_accept(ssl) >= 0)O Servidor aguarda a troca de mensagem, assim que receber realiza a verificação se o callback para recebimento foi preenchido caso sim, passa o conteúdo para o callback realizar o tratamento.
read_len = SSL_read(ssl, server->buffer, server->buffer_size);
if(server->cb.on_receive)
{
server->cb.on_receive(server->buffer, read_len, data);
}Aqui é verificado se o callback para envio foi configurado, dessa forma o buffer é passado para que a implementação prepare a mensagem a ser enviada, e alteramos o status para true, indicando que a comunicação foi feita com sucesso.
if(server->cb.on_send)
{
server->cb.on_send(server->buffer, &write_len, data);
SSL_write(ssl, server->buffer, (int)fmin(write_len, server->buffer_size));
}
status = true;Liberamos o ssl alocado para o cliente e interrompemos qualquer nova transação e fechamos o socket usado, concluindo a comunicação
SSL_free(ssl);
shutdown(client_socket, SHUT_RDWR);
close(client_socket);Na função TCP_Server_Cleanup liberamos o contexto alocado no TCP_Server_Init
bool status = false;
close(server->socket);
if(server->ssl_context)
{
SSL_CTX_free(server->ssl_context);
status = true;
}
return status;tcp_client.h
Criamos também um contexto que armazena os parâmetros utilizados pelo cliente, sendo o socket para armazenar a instância criada, hostname é o ip que da máquina que vai ser conectar, port que recebe o número que corresponde qual o serviço deseja consumir, buffer que aponta para a memória alocada previamente pelo usuário, buffer_size o representa o tamanho do buffer e a interface das funções de callback
typedef struct
{
int socket;
const char *hostname;
int port;
char *buffer;
size_t buffer_size;
TCP_Callback_t cb;
} TCP_Client_t;Essa função inicializa a biblioteca SSL
bool TCP_Client_Init(TCP_Client_t *client);Essa função realiza a conexão, envio e recebimento de mensagens para o servidor configurado
bool TCP_Client_Connect(TCP_Client_t *client, void *data);tcp_client.c
Na função TCP_Client_Init inicializamos a biblioteca SSL
(void)client;
SSL_library_init();
return true;Na função TCP_Client_Connect definimos algumas variáveis para auxiliar na comunicação com o servidor, sendo uma variável booleana que representa o estado da parametrização do cliente, uma variável do tipo inteiro que recebe o resultado das funções necessárias para a configuração, uma estrutura sockaddr_in que é usada para configurar o servidor no qual será conectado, e duas variáveis de quantidade de dados enviados e recebidos.
SSL_CTX *ssl_context;
SSL *ssl;
bool status = false;
int is_valid;
struct sockaddr_in server;
int send_size;
int recv_size;Verificamos se o contexto e o buffer do cliente foram inicializados
if(!client || !client->buffer || client->buffer_size <= 0)
break;Inicializamos o contexto SSL
ssl_context = ssl_context_init();Criamos um endpoint com o perfil de se conectar via protocolo IPv4(AF_INET), do tipo stream que caracteriza o TCP(SOCK_STREAM), o último parâmetro pode ser 0 nesse caso.
client->socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(client->socket < 0)
break;Preenchemos a estrutura com o parâmetros pertinentes ao servidor
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(client->port);Convertemos o hostname para o endereço relativo ao servidor
is_valid = inet_pton(AF_INET, client->hostname, &server.sin_addr);
if(is_valid <= 0)
break;Solicitamos a conexão com o servidor previamente configurado, caso ocorra tudo de forma correta alteramos o status para verdadeiro
is_valid = connect(client->socket, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
if(is_valid < 0)
break;
status = true;Adquirimos uma instância do SSL, aplicamos ao socket e realizamos um connect ao servidor
ssl = SSL_new(ssl_context);
if(!ssl)
break;
SSL_set_fd(ssl, client->socket);
if(SSL_connect(ssl) == -1)
break;Aqui verificamos se a inicialização ocorreu com sucesso e se o callback para envio foi preenchido
if( status && client->cb.on_send)Em caso de sucesso passamos o contexto para a implementação feita pelo usuário para preparar os dados a ser enviado para o servidor
client->cb.on_send(client->buffer, &send_size, data);
SSL_write(ssl, client->buffer, (int)fmin(send_size, client->buffer_size));Se o callback para o recebimento foi preenchido passamos o contexto para a implementação do usuário tratar a resposta
if(client->cb.on_receive)
{
recv_size = SSL_read(ssl, client->buffer, client->buffer_size);
client->buffer[recv_size] = '\0';
client->cb.on_receive(client->buffer, recv_size, data);
}Por fim liberamos a instância do SSL, interrompemos qualquer nova transação, fechamos o socket, e liberamos o contexto SSL e retornamos o status
SSL_free(ssl);
shutdown(client->socket, SHUT_RDWR);
close(client->socket);
SSL_CTX_free(ssl_context);
return status;A aplicação é composta por três executáveis sendo eles:
- launch_processes – é responsável por lançar os processos button_process e led_process através da combinação fork e exec
- button_interface – é responsável por ler o GPIO em modo de leitura da Raspberry Pi e se conectar ao servidor para enviar uma mensagem de alteração de estado.
- led_interface – é responsável por escutar novas conexões, recebendo comandos para aplicar em um GPIO configurado como saída
launch_processes
No main criamos duas variáveis para armazenar o PID do button_process e do led_process, e mais duas variáveis para armazenar o resultado caso o exec venha a falhar.
int pid_button, pid_led;
int button_status, led_status;Em seguida criamos um processo clone, se processo clone for igual a 0, criamos um array de strings com o nome do programa que será usado pelo exec, em caso o exec retorne, o estado do retorno é capturado e será impresso no stdout e aborta a aplicação. Se o exec for executado com sucesso o programa button_process será carregado.
pid_button = fork();
if(pid_button == 0)
{
//start button process
char *args[] = {"./button_process", NULL};
button_status = execvp(args[0], args);
printf("Error to start button process, status = %d\n", button_status);
abort();
} O mesmo procedimento é repetido novamente, porém com a intenção de carregar o led_process.
pid_led = fork();
if(pid_led == 0)
{
//Start led process
char *args[] = {"./led_process", NULL};
led_status = execvp(args[0], args);
printf("Error to start led process, status = %d\n", led_status);
abort();
}button_interface
A implementação do Button_Run ficou simples, onde realizamos a inicialização da interface de botão, inicializamos o cliente e ficamos em loop aguardando o pressionamento do botão para alterar o estado da variável e enviar a mensagem para o servidor
bool Button_Run(TCP_Client_t *client, Button_Data *button)
{
static int state = 0;
if(button->interface->Init(button->object) == false)
return false;
TCP_Client_Init(client);
while(true)
{
wait_press(button);
state ^= 0x01;
TCP_Client_Connect(client, &state);
}
}led_interface
A implementação do LED_Run ficou simples também, onde realizamos a inicialização da interface de LED, do servidor e ficamos em loop aguardando o recebimento de uma conexão.
bool LED_Run(TCP_Server_t *server, LED_Data *led)
{
if(led->interface->Init(led->object) == false)
return false;
TCP_Server_Init(server);
while(true)
{
TCP_Server_Exec(server, led);
}
return false;
}button_process
Definimos uma lista de comandos que iremos enviar
const char *states[] =
{
"LED ON",
"LED OFF"
};A parametrização do cliente fica por conta do processo de botão que inicializa o contexto com o buffer, seu tamanho, o endereço do hostname, o serviço que deseja consumir e os callbacks preenchidos, nesse exemplo usaremos somente o de envio, não estando interessado na recepção, e assim passamos os argumentos para Button_Run iniciar o processo.
TCP_Client_t client =
{
.buffer = client_buffer,
.buffer_size = BUFFER_SIZE,
.hostname = "127.0.0.1",
.port = 5555,
.cb.on_send = on_send
};
Button_Run(&client, &button);A implementação no evento de envio, recuperamos o estado recebido e alteramos e indexamos com a lista de comando para enviar a mensagem
static int on_send(char *buffer, int *size, void *data)
{
int *state = (int *)data;
memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
snprintf(buffer, strlen(states[*state]) + 1, "%s",states[*state]);
*size = strlen(states[*state]) + 1;
return 0;
}led_process
A parametrização do servidor fica por conta do processo de LED que inicializa o contexto com o buffer, seu tamanho, a porta onde vai servir, os callbacks preenchidos e o caminho do certificado nesse exemplo usaremos somente o de recebimento, e assim passamos os argumentos para LED_Run iniciar o serviço.
TCP_Server_t server =
{
.port = 5555,
.buffer = server_buffer,
.buffer_size = sizeof(server_buffer),
.certificate = "mycert.pem",
.key = "mycert.pem",
.cb.on_receive = on_receive_message
};
LED_Run(&server, &data);A implementação no evento de recebimento da mensagem, compara a mensagem recebida com os comandos internos para o acionamento do LED, caso for igual executa a ação correspondente.
static int on_receive_message(char *buffer, int size, void *user_data)
{
LED_Data *led = (LED_Data *)user_data;
if(strncmp("LED ON", buffer, strlen("LED ON")) == 0)
led->interface->Set(led->object, 1);
else if(strncmp("LED OFF", buffer, strlen("LED OFF")) == 0)
led->interface->Set(led->object, 0);
return 0;
}Compilando, Executando e Matando os processos
Para compilar e testar o projeto é necessário instalar a biblioteca de hardware necessária para resolver as dependências de configuração de GPIO da Raspberry Pi.
Resolvendo as dependências
Para compilar o projeto é necessário utilizar a libssl-dev que provê a API pertinente para o uso do SSL, para o Ubuntu 18:04 para instalar execute:
$ sudo apt-get install libssl1.0-dev Quanto foi testado no MINT foi usado a seguinte instalação
$ sudo apt-get install libssl-dev Gerando o certificado
Para que o exemplo funcione é necessário a criação do certificado, para criá-lo basta executar o seguinte comando e preencher os dados solicitados após o comando:
$ openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:1024 -keyout mycert.pem -out mycert.pemObs: O certificado deve estar no mesmo diretório que os binários.
Compilando
Para facilitar a execução do exemplo, o exemplo proposto foi criado baseado em uma interface, onde é possível selecionar se usará o hardware da Raspberry Pi 3, ou se a interação com o exemplo vai ser através de input feito por FIFO e o output visualizado através de LOG.
Clonando o projeto
Pra obter uma cópia do projeto execute os comandos a seguir:
$ git clone https://github.com/NakedSolidSnake/Raspberry_IPC_Socket_TCP_TLS
$ cd Raspberry_IPC_Socket_TCP_TLS
$ mkdir build && cd buildSelecionando o modo
Para selecionar o modo devemos passar para o cmake uma variável de ambiente chamada de ARCH, e pode-se passar os seguintes valores, PC ou RASPBERRY, para o caso de PC o exemplo terá sua interface preenchida com os sources presentes na pasta src/platform/pc, que permite a interação com o exemplo através de FIFO e LOG, caso seja RASPBERRY usará os GPIO’s descritos no artigo.
Modo PC
$ cmake -DARCH=PC ..
$ makeModo RASPBERRY
$ cmake -DARCH=RASPBERRY ..
$ makeExecutando
Para executar a aplicação execute o processo launch_processes para lançar os processos button_process e led_process que foram determinados de acordo com o modo selecionado.
$ cd bin
$ ./launch_processesUma vez executado podemos verificar se os processos estão rodando atráves do comando
$ ps -ef | grep _processO output
cssouza 20527 2411 0 15:01 pts/4 00:00:00 ./button_process
cssouza 20528 2411 0 15:01 pts/4 00:00:00 ./led_processInteragindo com o exemplo
Dependendo do modo de compilação selecionado a interação com o exemplo acontece de forma diferente
MODO PC
Para o modo PC, precisamos abrir um terminal e monitorar os LOG’s
$ sudo tail -f /var/log/syslog | grep LEDDessa forma o terminal irá apresentar somente os LOG’s referente ao exemplo.
Para simular o botão, o processo em modo PC cria uma FIFO para permitir enviar comandos para a aplicação, dessa forma todas as vezes que for enviado o número 0 irá logar no terminal onde foi configurado para o monitoramento, segue o exemplo
echo "0" > /tmp/tcp_fileOutput do LOG quando enviado o comando algumas vezez
May 15 15:05:49 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: On
May 15 15:05:49 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: Off
May 15 15:05:50 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: On
May 15 15:05:50 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: Off
May 15 15:05:50 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: On
May 15 15:05:51 dell-cssouza LED TCP SSL[20528]: LED Status: OffMODO RASPBERRY
Para o modo RASPBERRY a cada vez que o botão for pressionado irá alternar o estado do LED.
Monitorando o tráfego usando o tcpdump
Para monitorar as mensagens que trafegam, precisamos ler uma interface, para saber quais interfaces que o computador possui usamos o comando
$ ip aOutput
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s31f6: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
link/ether 10:65:30:22:8a:1a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.0.140/24 brd 192.168.0.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s31f6
valid_lft 4928sec preferred_lft 4928sec
inet6 2804:6828:c048:a300:141:b694:d3a1:2215/64 scope global temporary dynamic
valid_lft 295sec preferred_lft 295sec
inet6 2804:6828:c048:a300:c0a6:57fd:54f2:3f9f/64 scope global dynamic mngtmpaddr noprefixroute
valid_lft 295sec preferred_lft 295sec
inet6 fe80::3b0:2187:f4da:d8cd/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
3: wlp2s0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
link/ether 7c:2a:31:df:f0:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
link/ether 02:42:f1:1a:71:7b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:f1ff:fe1a:717b/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
6: vboxnet0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
link/ether 0a:00:27:00:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.16.11.100/24 brd 172.16.11.255 scope global vboxnet0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::800:27ff:fe00:0/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
102: vethe828c7d@if101: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default
link/ether c6:ea:94:5c:69:a5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
inet6 fe80::c4ea:94ff:fe5c:69a5/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft foreverComo podemos ver temos 7 interfaces no computador onde o comando foi executado, pode ser que a máquina que esteja usando possa ter mais interfaces ou menos interfaces. Para teste local, iremos usar a interface local denominada lo, que representa a interface de loopback.
O tcpdump possui opções que permite a visualização dos dados, não irei explicar tudo, fica de estudo para quem quiser saber mais sobre a ferramenta. Executando o comando:
sudo tcpdump -i lo -nnSX port 5555Após executar o comando o tcpdump ficará fazendo sniffing da interface, tudo o que for trafegado nessa interface será apresentado, dessa forma enviamos um comando e veremos a seguinte saída:
06:00:56.026933 IP 127.0.0.1.49976 > 127.0.0.1.5555: Flags [S], seq 4063409830, win 65495, options [mss 65495,sackOK,TS val 2112801002 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
0x0000: 4500 003c 3f21 4000 4006 fd98 7f00 0001 E..<?!@.@.......
0x0010: 7f00 0001 c338 15b3 f232 b6a6 0000 0000 .....8...2......
0x0020: a002 ffd7 fe30 0000 0204 ffd7 0402 080a .....0..........
0x0030: 7dee c8ea 0000 0000 0103 0307 }...........
06:00:56.026944 IP 127.0.0.1.5555 > 127.0.0.1.49976: Flags [S.], seq 4020804078, ack 4063409831, win 65483, options [mss 65495,sackOK,TS val 2112801002 ecr 2112801002,nop,wscale 7], length 0
0x0000: 4500 003c 0000 4000 4006 3cba 7f00 0001 E..<..@.@.<.....
0x0010: 7f00 0001 15b3 c338 efa8 99ee f232 b6a7 .......8.....2..
0x0020: a012 ffcb fe30 0000 0204 ffd7 0402 080a .....0..........
0x0030: 7dee c8ea 7dee c8ea 0103 0307 }...}.......
06:00:56.026953 IP 127.0.0.1.49976 > 127.0.0.1.5555: Flags [.], ack 4020804079, win 512, options [nop,nop,TS val 2112801002 ecr 2112801002], length 0
0x0000: 4500 0034 3f22 4000 4006 fd9f 7f00 0001 E..4?"@.@.......
0x0010: 7f00 0001 c338 15b3 f232 b6a7 efa8 99ef .....8...2......
0x0020: 8010 0200 fe28 0000 0101 080a 7dee c8ea .....(......}...
0x0030: 7dee c8ea }...
06:00:56.026987 IP 127.0.0.1.49976 > 127.0.0.1.5555: Flags [P.], seq 4063409831:4063410070, ack 4020804079, win 512, options [nop,nop,TS val 2112801002 ecr 2112801002], length 239
0x0000: 4500 0123 3f23 4000 4006 fcaf 7f00 0001 E..#?#@.@.......
0x0010: 7f00 0001 c338 15b3 f232 b6a7 efa8 99ef .....8...2......
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06:00:56.034553 IP 127.0.0.1.49976 > 127.0.0.1.5555: Flags [.], ack 4020805134, win 512, options [nop,nop,TS val 2112801009 ecr 2112801009], length 0
0x0000: 4500 0034 3f29 4000 4006 fd98 7f00 0001 E..4?)@.@.......
0x0010: 7f00 0001 c338 15b3 f232 b87a efa8 9e0e .....8...2.z....
0x0020: 8010 0200 fe28 0000 0101 080a 7dee c8f1 .....(......}...
0x0030: 7dee c8f1 Podemos ver que há o processo de handshake SSL seguido do envio da mensagem, diferente do artigo TCP não é possível ver a mensagem, pois está criptografada.
Testando conexão com o servidor via openssl
A aplicação realiza a comunicação entre processos locais, para testar uma comunicação remota usaremos o openssl que permite se conectar de forma prática ao servidor que contenha certificado e enviar os comandos. Para se conectar basta usar o seguinte comando:
$ openssl s_client -connect server:portComo descrito no comando ip usaremos o ip apresentado na interface enp0s31f6 que é o IP 192.168.0.140, então o comando fica
$ openssl s_client -connect 192.168.0.140:5555Após a conexão é possível visualizar o envio do certificado
CONNECTED(00000005)
depth=0 C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
verify error:num=18:self signed certificate
verify return:1
depth=0 C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
verify return:1
---
Certificate chain
0 s:C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
i:C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
---
Server certificate
-----BEGIN CERTIFICATE-----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-----END CERTIFICATE-----
subject=C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
issuer=C = BR, ST = Sao Paulo, L = SP, O = Colid, OU = Solid, CN = Solid, emailAddress = cristianosstec@gmail.com
---
No client certificate CA names sent
---
SSL handshake has read 1065 bytes and written 505 bytes
Verification error: self signed certificate
---
New, TLSv1.2, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Server public key is 1024 bit
Secure Renegotiation IS supported
Compression: NONE
Expansion: NONE
No ALPN negotiated
SSL-Session:
Protocol : TLSv1.2
Cipher : AES256-GCM-SHA384
Session-ID: 14CF6CD72A8BBF09D7400B047640DFF600B4D5BDB98A2438CAC3EC8A27FC4033
Session-ID-ctx:
Master-Key: 27A9A573CEF33F42F1047D6C375A93D5A7F5214792D02D2F8455236A624D9A09D9329C104B8676CA132C1B2AB0848764
PSK identity: None
PSK identity hint: None
SRP username: None
TLS session ticket lifetime hint: 7200 (seconds)
TLS session ticket:
0000 - 6f d3 6a ed 5b 3d 96 f4-23 09 96 df 8a 15 1b b9 o.j.[=..#.......
0010 - 5f 92 97 c1 ca 6b 89 b3-16 b5 33 89 d1 3e ec a2 _....k....3..>..
0020 - 84 aa 4c 03 ba e7 f7 99-75 bc c5 d0 b7 63 ee 5e ..L.....u....c.^
0030 - 2a 7e 73 cd 21 9d e2 31-4d 6b c1 d0 5e 52 e2 b6 *~s.!..1Mk..^R..
0040 - 2c 39 26 d3 26 d2 16 f5-1f ee d9 d1 fd c2 79 df ,9&.&.........y.
0050 - 35 8e 31 b4 2a c0 1a 23-7d 2c 86 41 f0 f2 fb c4 5.1.*..#},.A....
0060 - 7a 41 71 5b 5d a2 33 92-57 fc 7f bf 53 35 91 1c zAq[].3.W...S5..
0070 - 31 c0 d9 e2 21 e3 f3 2f-d3 65 d0 ff c7 0a a2 60 1...!../.e.....`
0080 - c1 69 4f 01 44 7b 36 70-bc 50 20 59 d9 0c f5 62 .iO.D{6p.P Y...b
0090 - f2 83 56 0d 31 28 10 35-bb 4b 5b e1 87 41 19 89 ..V.1(.5.K[..A..
00a0 - b2 69 dd 97 8a fd 1b 43-20 fe ce 76 c6 c6 70 25 .i.....C ..v..p%
Start Time: 1621102601
Timeout : 7200 (sec)
Verify return code: 18 (self signed certificate)
Extended master secret: no
---E enviamos o comando LED ON, note que é recebido um retorno, se visualizar no log irá apresentar que o comando foi executado, para monitorar com o tcpdump basta mudar a interface
LED ON
read:errno=0Matando os processos
Para matar os processos criados execute o script kill_process.sh
$ cd bin
$ ./kill_process.shConclusão
Além de ser o melhor IPC por permitir conectar dois processos em máquinas distintas, ainda é capaz de oferecer mecanismos de segurança para a transmissão de mensagens de forma segura entre as máquinas envolvidas. Para aumentar a segurança ainda é possível aplicar criptografia sobre as mensagens. Para saber mais, aqui no embarcados existe um artigo Intel Edison – Princípios básicos de comunicação segura via Socket TCP usando OpenSSL e AES 256 em C escrito pelo Pedro Bertoleti onde ele explica como fazer.
