好气啊！为什么我抓不到 baidu 的数据包？
最近，有位读者问起一个奇怪的事情，他说他想抓一个baidu.com的数据包，体验下看包的乐趣。
但却发现“抓不到”，这就有些奇怪了。
我来还原下他的操作步骤。
首先，通过ping命令，获得访问百度时会请求哪个 IP。
从上面的结果可以知道请求baidu.com时会去访问39.156.66.10。
于是用下面的tcpdump命令进行抓包，大概的意思是抓eth0网卡且ip为39.156.66.10的网络包，保存到baidu.pcap文件中。
此时在浏览器中打开baidu.com网页。或者在另外一个命令行窗口，直接用curl命令来模拟下。
按理说，访问 baidu.com 的数据包肯定已经抓下来了。
然后停止抓包。
再用wireshark打开baidu.pcap文件，在过滤那一栏里输入http.host == "baidu.com"。
此时发现，一无所获。
在 wireshark 中搜索 baidu 的包，发现一无所获
这是为啥？
到这里，有经验的小伙伴，其实已经知道问题出在哪里了。
为什么没能抓到包
这其实是因为他访问的是 HTTPS 协议的 baidu.com。HTTP 协议里的 Host 和实际发送的 request body 都会被加密。
正因为被加密了，所以没办法通过http.host进行过滤。
但是。
虽然加密了，如果想筛选还是可以筛的。
HTTPS 握手中的 Client Hello 阶段，里面有个扩展server_name，会记录你想访问的是哪个网站，通过下面的筛选条件可以将它过滤出来。
通过 tls 的扩展 server_name 可以搜索到 baidu 的包
此时选中其中一个包，点击右键，选中Follow-TCP Stream。
右键找到 tcp 流
这个 TCP 连接的其他相关报文全都能被展示出来。
HTTPS 抓包
从截图可以看出，这里面完整经历了 TCP 握手和 TLS 加密握手流程，之后就是两段加密信息和 TCP 挥手流程。
可以看出 18 号和 20 号包，一个是从端口 56028 发到 443，一个是 443 到 56028 的回包。
一般来说，像56028这种比较大且没啥规律的数字，都是客户端随机生成的端口号。
而443，则是 HTTPS 的服务器端口号。
HTTP 用的是 80 端口，如果此时对着 80 端口抓包，也会抓不到数据。
粗略判断，18 号和 20 号包分别是客户端请求baidu.com的请求包和响应包。
点进去看会发现 URL 和 body 都被加密了，一无所获。
那么问题就来了。有没有办法解密里面的数据呢？
有办法。我们来看下怎么做。
解密数据包
还是先执行 tcpdump 抓包
然后在另外一个命令行窗口下执行下面的命令，目的是将加密的 key 导出，并给出对应的导出地址是/Users/xiaobaidebug/ssl.key。
然后在同一个命令行窗口下，继续执行 curl 命令或用命令行打开 chrome 浏览器。目的是为了让 curl 或 chrome 继承这个环境变量。
此时会看到在/Users/xiaobaidebug/下会多了一个ssl.key文件。
这时候跟着下面的操作修改wireshark的配置项。
打开 wireshark 的配置项
找到 Protocols 之后，使劲往下翻，找到TLS那一项。
在配置项中找到 Protocols
将导出的ssl.key文件路径输入到这里头。
在 Protocols 中找到 TLS 那一栏
点击确定后，就能看到 18 号和 20 号数据包已经被解密。
解密后的数据包内容
此时再用http.host == "baidu.com"，就能过滤出数据了。
解密后的数据包中可以过滤出 baidu 的数据包
到这里，其实看不了数据包的问题就解决了。
但是，新的问题又来了。
ssl.key 文件是个啥？
这就要从 HTTPS 的加密原理说起了。
HTTPS 握手过程
HTTPS 的握手过程比较繁琐，我们来回顾下。
先是建立 TCP 连接，毕竟 HTTP 是基于 TCP 的应用层协议。
在 TCP 成功建立完协议后，就可以开始进入 HTTPS 阶段。
HTTPS 可以用 TLS 或者 SSL 啥的进行加密，下面我们以TLS1.2为例。
总的来说。整个加密流程其实分为两阶段。
第一阶段是 TLS 四次握手，这一阶段主要是利用非对称加密的特性各种交换信息，最后得到一个"会话秘钥"。
第二阶段是则是在第一阶段的"会话秘钥"基础上，进行对称加密通信。
TLS 四次握手
我们先来看下第一阶段的 TLS 四次握手是怎么样的。
第一次握手：
•
Client Hello：是客户端告诉服务端，它支持什么样的加密协议版本，比如TLS1.2，使用什么样的加密套件，比如最常见的RSA，同时还给出一个客户端随机数。
第二次握手：
•
Server Hello：服务端告诉客户端，服务器随机数 + 服务器证书 + 确定的加密协议版本（比如就是 TLS1.2）。
第三次握手：
•
Client Key Exchange: 此时客户端再生成一个随机数，叫pre_master_key。从第二次握手的服务器证书里取出服务器公钥，用公钥加密pre_master_key，发给服务器。•
Change Cipher Spec: 客户端这边已经拥有三个随机数：客户端随机数，服务器随机数和 pre_master_key，用这三个随机数进行计算得到一个"会话秘钥"。此时客户端通知服务端，后面会用这个会话秘钥进行对称机密通信。•
Encrypted Handshake Message：客户端会把迄今为止的通信数据内容生成一个摘要，用"会话秘钥"加密一下，发给服务器做校验，此时客户端这边的握手流程就结束了，因此也叫 Finished 报文。
第四次握手：
•
Change Cipher Spec：服务端此时拿到客户端传来的pre_master_key（虽然被服务器公钥加密过，但服务器有私钥，能解密获得原文），集齐三个随机数，跟客户端一样，用这三个随机数通过同样的算法获得一个"会话秘钥"。此时服务器告诉客户端，后面会用这个"会话秘钥"进行加密通信。•
Encrypted Handshake Message：跟客户端的操作一样，将迄今为止的通信数据内容生成一个摘要，用"会话秘钥"加密一下，发给客户端做校验，到这里，服务端的握手流程也结束了，因此这也叫 Finished 报文。
四次握手中，客户端和服务端最后都拥有三个随机数，他们很关键，我特地加粗了表示。
第一次握手，产生的客户端随机数，叫client random。
第二次握手时，服务器也会产生一个服务器随机数，叫server random。
第三次握手时，客户端还会产生一个随机数，叫pre_master_key。
这三个随机数共同构成最终的对称加密秘钥，也就是上面提到的"会话秘钥"。
三个随机数生成对称秘钥
你可以简单的认为，只要知道这三个随机数，你就能破解 HTTPS 通信。
而这三个随机数中，client random 和 server random 都是明文的，谁都能知道。而pre_master_key却不行，它被服务器的公钥加密过，只有客户端自己，和拥有对应服务器私钥的人能知道。
所以问题就变成了，怎么才能得到这个pre_master_key？
怎么得到 pre_master_key
服务器私钥不是谁都能拿到的，所以问题就变成了，有没有办法从客户端那拿到这个pre_master_key。
有的。
客户端在使用 HTTPS 与服务端进行数据传输时，是需要先基于 TCP 建立 HTTP 连接，然后再调用客户端侧的 TLS 库（OpenSSL、NSS）。触发 TLS 四次握手。
这时候如果加入环境变量 SSLKEYLOGFILE 就可以干预 TLS 库的行为，让它输出一份含有pre_master_key的文件。这个文件就是我们上面提到的/Users/xiaobaidebug/ssl.key。
将环境变量注入到 curl 和 chrome 中
但是，虽然 TLS 库支持导出 key 文件。但前提也是，上层的应用程序在调用 TLS 库的时候，支持通过SSLKEYLOGFILE环境触发 TLS 库导出文件。实际上，也并不是所有应用程序都支持将 SSLKEYLOGFILE。只是目前常见的 curl 和 chrome 浏览器都是支持的。
SSLKEYLOGFILE 文件内容
再回过头来看ssl.key文件里的内容。
这里有三列。
第一列是 CLIENT_RANDOM，意思是接下来的第二列就是客户端随机数，再接下来的第三列则是pre_master_key。
但是问题又来了。
这么多行，wireshark 怎么知道用哪行的 pre_master_key 呢？
wireshark是可以获得数据报文上的client random的。
比如下图这样。
Client Hello 里的客户端随机数
注意上面的客户端随机数是以 "bff63bbe5"结尾的。
同样，还能在数据报文里拿到 server random。
找到 server random
此时将client random放到 ssl.key 的第二列里挨个去做匹配。
就能找到对应的那一行记录。
ssl.key 里的数据
注意第二列的那串字符串，也是以 "bff63bbe5"结尾的，它其实就是前面提到的client random。
再取出这一行的第三列数据，就是我们想要的pre_master_key。
那么这时候wireshark就集齐了三个随机数，此时就可以计算得到会话秘钥，通过它对数据进行解密了。
反过来，正因为需要客户端随机数，才能定位到ssl.key文件里对应的pre_master_key是哪一个。而只有 TLS 第一次握手（client hello）的时候才会有这个随机数，所以如果你想用解密 HTTPS 包，就必须将 TLS 四次握手能抓齐，才能进行解密。如果连接早已经建立了，数据都来回传好半天了，这时候你再去抓包，是没办法解密的。
总结
• 文章开头通过抓包 baidu 的数据包，展示了用 wireshark 抓包的简单操作流程。
• HTTPS 会对 HTTP 的 URL 和 Request Body 都进行加密，因此直接在
filter栏进行过滤http.host == "baidu.com"会一无所获。• HTTPS 握手的过程中会先通过非对称机密去交换各种信息，其中就包括 3 个随机数，再通过这三个随机数去生成对称机密的会话秘钥，后续使用这个会话秘钥去进行对称加密通信。如果能获得这三个随机数就能解密 HTTPS 的加密数据包。
• 三个随机数，分别是客户端随机数（client random），服务端随机数（server random）以及 pre_master_key。前两个，是明文，第三个是被服务器公钥加密过的，在客户端侧需要通过 SSLKEYLOGFILE 去导出。
• 通过设置 SSLKEYLOGFILE 环境变量，再让 curl 或 chrome 会请求 HTTPS 域名，会让它们在调用 TLS 库的同时导出对应的 sslkey 文件。这个文件里包含了三列，其中最重要的是第二列的 client random 信息以及第三列的 pre_master_key。第二列 client random 用于定位，第三列 pre_master_key 用于解密。
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