Transkript

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2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung TCP/IP-Grundlagen Netzwerkschicht Internet-Schicht Transportschicht Anwendungsschicht Internet-Standards Unix-Standards Programmieren mit Unix-Prozessen Unix-Prozesse Prozeßgruppen und Sessions Kontrollierendes Terminal Verwaiste Prozesse und verwaiste Prozeßgruppen Prozeßumgebung Lebenszyklus User- und Gruppen-ID Ein-undAusgabe Dateideskriptoren Elementare Ein- und Ausgabe Standardeingabe und -ausgabe Ausgabe über den Syslog-Dienst Buffer-Overflows und Format-String-Schwachstellen Buffer-Overflows Format-String-Schwachstellen Geeignete Gegenmaßnahmen Signale Signale behandeln Signale blockieren Signale annehmen Signale generieren

3 X Inhaltsverzeichnis 2.5 Prozeßkontrolle Was bin ich? Prozeß-IDs und mehr Neue Prozesse erzeugen Prozesse synchronisieren Zombie-Prozesse Andere Programme ausführen User- und Group-IDs wechseln Dæmon-Prozesse Programmieren mit POSIX-Threads Grundlagen Synchronisation Race Conditions und kritische Bereiche Gegenseitiger Ausschluß Bedingungsvariablen PthreadsundUnix-Prozesse Threadsichere und eintrittsinvariante Funktionen Fehlerbehandlung und errno Signalverarbeitung fork() und exec() in Pthreads-Programmen Grundlagen der Socket-Programmierung Erste Schritte mit telnet und inetd Das telnet-kommando als Netzwerk-Client Einfache Netzwerkdienste mit dem inetd IP-NamenundIP-Adressen Das Domain Name System IPv4-Adressen IPv6-Adressen Netzwerkdarstellung von IP-Adressen Sockets Socket anlegen Socket-Strukturen Client-seitiger TCP-Verbindungsaufbau Socket-Adressen zuweisen Annehmende Sockets TCP-Verbindungen annehmen Drei-Wege-Handshake und TCP-Zustandsübergänge Kommunikation überudp Standardeingabe und -ausgabe über Sockets Socket-Adressen ermitteln Multiplexing von Netzwerkverbindungen Socket-Optionen Namensauflösung...227

4 Inhaltsverzeichnis XI 5 Netzwerkprogrammierung in der Praxis Aufbau der Testumgebung Funktionsumfang der Testumgebung Hilfsfunktionen für die Socket-Kommunikation Der Test-Client Iterative Server Sequentielle Verarbeitung der Anfragen Clientbehandlung Hilfsfunktionen zur Laufzeitmessung Eigenschaften und Einsatzgebiete NebenläufigeServermitmehrerenThreads Abgewandelte Signalbehandlung Ein neuer Thread pro Client Das Hauptprogramm als Signalverarbeiter Eigenschaften und Einsatzgebiete NebenläufigeServermitPrethreading Clientbehandlung mittels paralleler Accept-Handler Das Hauptprogramm als Signalverarbeiter Eigenschaften und Einsatzgebiete Nebenläufige Server mit mehreren Prozessen Anpassung der Signalbehandlung Ein neuer Prozeß pro Client Das Hauptprogramm Eigenschaften und Einsatzgebiete NebenläufigeServermitPreforking Buchführende Signalbehandlung Parallele Accept-Handler in mehreren Prozessen Preforking im Hauptprogramm Eigenschaften und Einsatzgebiete Zusammenfassung Netzwerkprogrammierung mit SSL Strategien zur Absicherung des Datenverkehrs Datenverschlüsselung Hashfunktionen und Message Authentication Codes Digitale Signaturen Zertifizierungsstellen und digitale Zertifikate Praktische Absicherung des Datenverkehrs SSL-Grundlagen Datentransfer überssl Anwendungsprotokolle um SSL erweitern SSL-Verbindungen interaktiv testen OpenSSL-Basisfunktionalität Das Konzept der BIO-API Lebenszyklus von BIO-Objekten...325

5 XII Inhaltsverzeichnis Ein-/Ausgabe über BIO-Objekte BIO-Quellen/Senken und BIO-Filter Fehlerbehandlung Thread-Support Pseudozufallszahlengenerator Client-/Server-Programmierung mit OpenSSL Initialisierung der ssl-bibliothek DerSSL-Kontext Ein unvollständiger SSMTP-Client SSL-Optionen, SSL-Modi und Chiffrenfolgen Sicherer Umgang mit X.509-Zertifikaten Zertifikatsüberprüfungaktivieren Zertifikatsüberprüfung per Callback nachbereiten Identitätsabgleich mit digitalen Zertifikaten SSL-Kommunikation mit eigener Identität Client-/Server-Beispiel: SMTP mit SARTTLS Ein SMTP-Client mit STARTTLS Ein SMTP-Server mit STARTTLS Zusammenfassung A Anhang A.1 Zertifikate erstellen mit OpenSSL A.1.1 Aufbau einer Zertifizierungsstelle A.1.2 Neue Zertifikate ausstellen A.1.3 Vertrauenswürdige Zertifizierungsstellen A.2 BarrierenmitPOSIX-Threads Literaturverzeichnis Sachverzeichnis...427