TLS 记录协议如何重组接收到的数据？答案

【问题标题】：How does the TLS Record Protocol reassemble received data?TLS 记录协议如何重组接收到的数据？
【发布时间】：2019-03-27 07:30:31
【问题描述】：

我找不到有关 TLS 记录协议如何重新组合接收到的数据的详细信息。在 RFC 5246 中：

接收到的数据经过解密、验证、解压、重组、然后交付给更高级别的客户。

但是怎么做？这是记录层数据的样子：

struct {
    ContentType type;
    ProtocolVersion version;
    uint16 length;
    opaque fragment[TLSPlaintext.length];
} TLSPlaintext;

长度字段就是片段的长度：

以下 TLSPlaintext.fragment 的长度（以字节为单位）

我希望在 Record Protocol Header 中看到完整的长度。谷歌几乎没有给出任何结果，这让我觉得我错过了一些明显的东西......

【问题讨论】：

该文本具有误导性。解压后TLS记录层没有重新组装，只是交付给应用程序。这在描述的其他部分中已明确说明。

标签： ssl cryptography protocols tls1.2

【解决方案1】：

TLS 在流上执行，并且这些流中的数据被放入一个或多个片段（最大 2^14 字节）。这称为碎片。

规范本身的内容如下：

客户记录层中不保留消息边界（即，相同 ContentType 的多个客户端消息可以合并到单个 TLSPlaintext 记录中，或者单个消息可能是分散在多个记录中）。

这与将它们放入流中，然后再次将流分解为单独的片段相同。

如果您通过 TLS 接收数据，则必须从单独的片段重新创建该流。因此，发生的“重组”是将片段简单地串联成一个流。

一个套接字包含一个输出和输入流。输出流需要分片，输入流需要重组。

没有什么神奇的事情发生，这可能就是你找不到太多东西的原因。

然而，应用层通常会被赋予一个到 TLS 层的相对较低级别的接口，这将允许它包装或发送自己的片段。例如，这个API by IBM 表明它允许用户包装和发送或接收和解包每条消息本身。在这种情况下，库的用户需要处理任何消息碎片/重组。

由于 TLS 未指定分段/组装的实际方法，因此应将其视为特定于实现。

【讨论】：

【解决方案2】：

我也有同样的疑问，通过一些研究，我得出以下结论：如果您在可靠协议（例如 TCP）之上使用 TLS，那么重组只是接收到的连接的结果记录协议片段。由于这样一个可靠的协议保证数据按照发送的顺序被接收（当然，不会损坏），接收到的字节的简单连接就足以重新组装，并且由客户端知道如何解释那些接收到的字节。但是，当 TLS 不是通过像 TCP 这样的可靠协议运行时会发生什么？有一个名为Datagram Transport Layer Security 的协议可以做到这一点。直接引用维基百科：

因为它使用 UDP 或 SCTP，应用程序必须处理数据包重新排序、数据报丢失和大于数据报网络数据包大小的数据

在这种情况下它究竟是如何工作的？我从 IETF 找到了这个draft，它概述了 DTLS 的工作原理。包含应用程序数据的消息的问题通过以下约束得到解决：

每个 DTLS 消息必须适合单个传输层数据报

但是，握手消息是另一回事：

但是，握手消息可能大于最大记录大小。因此，DTLS 提供了一种将握手消息分片到多个记录上的机制，每条记录都可以单独传输，从而避免了 IP 分片

特别是握手消息的格式如下：

struct {
      HandshakeType msg_type;    /* handshake type */
      uint24 length;             /* bytes in message */
      uint16 message_seq;        /* DTLS-required field */
      uint24 fragment_offset;    /* DTLS-required field */
      uint24 fragment_length;    /* DTLS-required field */
      select (HandshakeType) {
          case client_hello:          ClientHello;
          case server_hello:          ServerHello;
          case end_of_early_data:     EndOfEarlyData;
          case hello_retry_request:   HelloRetryRequest;
          case encrypted_extensions:  EncryptedExtensions;
          case certificate_request:   CertificateRequest;
          case certificate:           Certificate;
          case certificate_verify:    CertificateVerify;
          case finished:              Finished;
          case new_session_ticket:    NewSessionTicket;
          case key_update:            KeyUpdate; /* reserved */
      } body;
  } Handshake;

如您所见，它包括一个序列号、一个片段偏移量和一个片段长度。这些也是我希望在 TLS 的记录协议的消息头中看到的字段，但在使用 TCP 时它们不是必需的。

我希望你会觉得这很有用。

【讨论】：