eCapture新版性能提升10倍，支持openssl 3.2

eCapture是什么

eCapture旁观者^[1]一个无需CA证书，无侵入的HTTPS/TLS明文抓包工具。可以在Linux 4.18以上版本使用，同时也支持Android arm64 5.5以上版本。

年底打脸

记得8月份时，在GitHub万星项目进度70%，eCapture旁观者7K Stars达成一文中吹牛说到，年底冲1万颗星，奈何平时工作特别忙，根本没时间堆新功能，年底一看，果然打脸了，只有7.8K星，

不过，笔者也一直忙里偷闲地回复社区的问题，不停地修复程序bug。

增加难度

这不，有几个小朋友给我提出了新的挑战，在生产环境，上万QPS的7层负载均衡，启用eCapture，会有什么样的结果？性能扛得住吗？

性能提升10倍

有用户在社区反馈eCapture性能问题TLS 模式下，对被检测程序的性能影响^[2]，执行一千万次SSL_write写数据的场景，不开启eCapture耗时6秒，而开启eCapture后却要30秒，性能耗时增大5倍以上。

这个数字就很尴尬，就在你潇洒的这两天，笔者全身心投入，用爱发电，翻阅OpenSSL源码，终于有了很大的进展。

进步大是因为起点底

笔者分析了OpenSSL类库中，以Server和Client两种模式，分别选择合适的HOOK函数，减少SSL_write和SSL_read两个函数高频调用下的触发机制，最终把耗时从30秒降低到7秒。整体来看，进步特别大。但原来确实有偷懒，直接用了SSL_write函数。

继续宠粉

又有小朋友在社区提了issue：The SSL structure in openssl 3.2.0 has been modified^[3]，里面提到OpenSSL 3.2.0^[4]已发布了，而且核心ssl_st结构体发生很大变化，eCaptuer捕获TLS通讯密钥的功能无法使用。

笔者确认了一下，OpenSSL 3.2.0是2023年11月底发布的，至今不过2个月时间，应该还没有多少大型应用使用，不过，笔者就是喜欢宠粉，立马给安排了。谁让这位小朋友的issue写得漂亮呢。

新版下载

无CA捕获TLS明文软件eCapture v0.7.3^[5]版发布，性能提升10倍，千万次调用增加2秒，支持openssl 3.2。

Warning

以下为技术原理，可以不用看。

技术实现

性能优化

设计思路

问题

• 为了读取到TLS握手完成后的client_random等密钥，必需要选择一个合适的HOOK函数。
• SSL_write\SSL_read时，TLS握手是建立完成的，但调用过于频繁，会带来性能问题，参见 #463
• 综合来看，合适的HOOK函数需要满足以下几个条件:

1. 函数是在TLS握手完成后调用
2. 函数名在动态链接库的符号表中是导出状态
3. 函数是低频调用

解决思路

• 在 openssl 类库中，以客户端角色调用 SSL_connect 或者以服务端角色 SSL_accept ，最终都会进入 ssl/statem/statem.c 的 state_machine 函数进行TLS握手。
• 所以，可选范围是在这个函数内以大写SSL开头的函数。
• 当使用openssl的方式为同步调用时，TLS握手成功会返回1，也就是ret = 1，即需要在这个变量赋值后，被调用的函数，才能拿到符合要求的内存数据。state_machine函数内符合要求的就只有SSL_get_wbio了。
• 当使用openssl的方式为异步 (BIO)调用时，还需要增加SSL_in_before函数。

masterKeyHookFuncs = []string{
  "SSL_get_wbio", // openssl client mode
  //"SSL_is_init",  // boringssl client mode
  // 备用HOOK 函数
  //"SSL_is_init_finished",
  "SSL_in_before", //openssl client mode
  "SSL_do_handshake", // openssl server mode
 }

OpenSSL 3.2.0

无它，翻阅OpenSSL源码，分析差异，重新实现密钥提取代码，详情见 PR 472^[6] 。不过，新版里新增了对QUIC TLS的支持，eCapture暂时没支持，预计春节后安排。

// TODO 检查 ssl->type, 参考 ssl/ssl_local.h的 SSL_CONNECTION_FROM_SSL_int 宏
    int type;
    if (type == SSL_TYPE_QUIC_CONNECTION) {
        // Reget the address of the ssl->tls as the address of the SSL_CONNECTION
        debug_bpf_printk("unsupported type: SSL_CONNECTION, coming soon.\n");
        return 0;
    }

届时，eCapture就可以无需CA证书，即可捕获QUIC TLS的明文内容了，敬请期待。

红包封面预告

去年封面

即将春节，送给大家一些手绘的红包封面，依旧由去年红包封面《烤火兔》的设计大师，外甥女S负责。

今年封面

本次春节红包封面《龙"码"精神》，依旧没有任何广告、品牌标识。仿版画风格，材质感更重。

立寒冬，暖阳待雪，龙码精神！这款红包风格采用木质版画风格，五行之中黑色对应水，遇水则发～黑龙俯卧在金灿灿的摇钱树给大家送福啦！

参考资料

[1]

eCapture旁观者: https://ecapture.cc

[2]

TLS 模式下，对被检测程序的性能影响: https://github.com/gojue/ecapture/issues/463

[3]

The SSL structure in openssl 3.2.0 has been modified: https://github.com/gojue/ecapture/issues/464

[4]

OpenSSL 3.2.0: https://github.com/openssl/openssl/releases/tag/openssl-3.2.0

[5]

eCapture v0.7.3: https://github.com/gojue/ecapture/releases/tag/v0.7.3

[6]

PR 472: https://github.com/gojue/ecapture/pull/472