PolarSSL项目中TLS测试用例从RSA解密迁移到ECDHE-ECDSA或PSK的技术分析

在PolarSSL（现为Mbed TLS）项目中，随着对RSA解密功能的移除计划，需要对现有的TLS 1.2测试用例进行迁移改造。本文将深入分析这一迁移工作的技术背景、具体实施方案以及对测试覆盖率的影响。

背景与动机

RSA解密在TLS协议中主要用于密钥交换环节，但随着密码学技术的发展，基于ECDHE（椭圆曲线迪菲-赫尔曼）和PSK（预共享密钥）的方案已成为更安全、更高效的选择。项目决定移除RSA解密功能，这就要求对现有测试套件进行相应调整。

测试用例迁移策略

迁移工作遵循以下原则：

1. 完全移除：专门测试RSA解密功能的用例将被直接移除
2. 功能替代：通用测试用例将改用ECDHE-ECDSA或PSK方案
3. 覆盖保证：确保不损失原有测试覆盖率（RSA解密相关除外）

具体迁移方案

test_suite_ssl测试套件改造

1. handshake_cipher测试：

   • 原使用AES-128-CCM+RSA解密的测试将改为ECDHE-ECDSA方案
   • 保持对CCM模式认证加密的测试覆盖

2. handshake_ciphersuite_select测试：

   • AES-256-CBC-SHA256测试用例将迁移到ECDHE-ECDSA
   • 确保仍能测试SHA256哈希算法

3. resize_buffers_renegotiate_mfl测试：

   • 原AES-128-CCM测试改用ECDHE-ECDSA
   • 保持对缓冲区大小调整和重协商的测试

ssl-opt.sh测试脚本调整

1. 基础功能测试组：

   • "Encrypt then MAC"等基础功能测试改用ECDHE-ECDSA
   • 保持对加密后MAC功能的验证

2. 数据包处理测试：

   • 大小数据包测试用例迁移到ECDHE-ECDSA
   • 确保仍能测试边界条件下的数据包处理

3. 特殊场景测试：

   • "Force a non ECC ciphersuite"改为PSK方案
   • 由于移除FFDH和RSA解密后，非ECC方案仅剩PSK

移除的测试用例

1. 异步回调测试：
   • 原测试部分回调支持的用例将被移除
   • 因为现在异步回调路径已统一，不再需要测试部分支持场景

技术考量

1. ECDHE-ECDSA优势：

   • 密码学要求最低（无需RSA）
   • 提供前向安全性
   • 比PSK更接近实际部署场景

2. PSK适用场景：

   • 当必须测试非ECC密码套件时
   • 资源受限环境测试

3. 测试覆盖保证：

   • 通过代码覆盖率工具验证无遗漏
   • 确保关键路径仍被测试

向后兼容性

虽然主要针对开发分支，但考虑将新测试用例反向移植到3.6版本，以：

1. 提供额外的测试覆盖
2. 平滑过渡到完全移除RSA解密
3. 验证新方案在不同版本的兼容性

总结

本次测试用例迁移工作是PolarSSL/Mbed TLS项目现代化进程中的重要一步。通过系统性地将RSA解密测试迁移到更现代的ECDHE-ECDSA和PSK方案，项目不仅跟上了密码学最佳实践，还保持了全面的测试覆盖。这一改造为后续完全移除RSA解密功能奠定了坚实基础，同时确保了TLS实现的可靠性和安全性。