基于libwchnet&Mbedtls实现HTTPS

引言：

本文将介绍使用CH32V307VCT6以及官方协议栈（libwchnet）搭配Mbedtls作为客户端通过HTTPS访问百度并获取百度首页数据。

一、HTTPS概述与SSL/TSL简介

HTTPS（SecureHypertextTransferProtocol）安全超文本传输协议，它是由Netscape开发并内置于其浏览器中，用于对数据进行压缩和解压操作，并返回网络上传送回的结果。HTTPS实际上应用了Netscape的完全套接字层（SSL）作为HTTP应用层的子层。（HTTPS使用端口443，而不是像HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。）SSL使用40位关键字作为RC4流加密算法，这对于商业信息的加密是合适的。HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证，如果需要的话用户可以确认发送者是谁。

HTTPS是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL。

SSL是一种用于加密数据传输的协议，通过加密和身份验证机制保护数据的机密性、完整性和身份验证。它广泛应用于HTTPS、SMTPS、FTPS等场景，但已被更安全的TLS协议取代。

SSL/TSL认证方式：

• 单向认证：通过数字证书，只验证服务器的身份。
• 双向认证：通过数字证书，同时验证客户端和服务器身份。

二、Mbedtls与libwchnet简介

市面上有很多TLS/DTLS实现工具包，知名的工具包包括OpenSSL、wolfssl和mbedtls，其中OpenSSL常用于互联网应用，而mbedtls用于物联网应用。mbedtls使开发人员可以非常轻松地在嵌入式产品中加入物联网安全功能。相比于OpenSSL这样的工具，mbedtls小巧灵活且易于使用。

‌libwchnet是一个轻量级的网络通信库，通常用于嵌入式系统或资源受限的环境中，提供基础的网络通信功能。提供TCP/UDP通信、Socket封装、数据包处理等基础网络功能，代码简洁，SocketAPI简单易用。

三、CH32V307VCT6软件实现（单向认证）

3.1、准备工具

1）、开发软件：MounRiver Studio（MRS）（下载安装可参考：https://www.cnblogs.com/wchmcu/p/17082520.html）

2）、Mbedtls版本：3.6.0(可在附件下载)

3）、CH32V307EVT例程（可在官网下载https://www.wch.cn/downloads/CH32V307EVT_ZIP.html）

4)、CH32V307VCT6评估板或开发板1块

5）、可运行openssl的环境（非必须）

3.2、解压CH32V307EVT.zip，打开DNS例程（路径：CH32V307EVT \EVT\EXAM\ETH\DNS），在DNS例程基础上添加TCP客户端功能，需如下代码：

TCP接收缓冲区与net.config.h中的WCHNET_NUM_TCP也需要设置，不然无法接收TCP的数据。

完成以上工作后，可实现CH32V307VCT6通过DHCP拿到自己的IP以及通过DNS拿到百度的IP并建立TCP连接，只是无法实现数据通信，因为数据通信需要TLS握手后（单向认证）才能进行，下面就需要用到Mbedtls实现TLS握手以及借助Mbedtls实现的收发数据的API来实现握手后的数据通信能力，比如获取baidu的首页。

3.3、解压mbedtls-development.zip并将include与library两个目录添加到DNS工程中，添加方法可参考：

https://blog.csdn.net/qq_36353650/article/details/128468104中的Q8与Q9

效果如下：

3.4、基于CH32V307与libwchnet实现随机数生成函数以及数据收发API供Mbedtls调用，具体实现如下：

3.5、修改mbedtls_config.h,用于启用相关的平台支持以及加密组件，修改mbedtls_config.h,用于启用相关的平台支持以及加密组件，对方服务器支持的TLS版本与加密组件可通过openssl ：openssl s_client 180.101.51.73:443获得。

3.6、对mbedtls_ssl进行初始化以及实现握手操作

3.7、握手成功后即可通过mbedtls_ssl_write()与mbedtls_ssl_read（）来实现加密数据收发。

3.7、如发现编译时RAM不够用可适当调整工程中的link.ld文件即可。

Mbedtls版本：3.6.0 -> https://files.cnblogs.com/files/blogs/745523/mbedtls-development.zip?t=1747454347&download=true

完整示例工程 -> https://files.cnblogs.com/files/blogs/745523/Connect_baidu_1v0.zip?t=1747454370&download=true