4. 密码协议交互测试
密码协议交互测试的核心，不是“端口通不通”，而是验证协议在握手、密钥交换、身份认证、记录层保护四个关键阶段是否按规范执行，以及在异常输入、状态跳变、参数篡改等条件下能否正确拒绝或安全降级。TLS/SSL、IPSec、SSH 三类协议虽然应用场景不同，但测试思路高度一致：先确认协议版本与算法套件，再验证密钥交换与认证绑定，最后检查记录层加密与完整性保护是否真正生效。
一、TLS/SSL：从 ClientHello 到记录层保护
TLS 握手是典型的“协商—认证—密钥派生—切换加密”过程。以 TLS 1.3 为例，客户端发送 ClientHello，携带支持的版本、密码套件、密钥共享（key_share）和签名算法；服务端回复 ServerHello，选定参数并返回自己的 key_share，随后发送 EncryptedExtensions、Certificate、CertificateVerify、Finished。客户端验证证书链和 CertificateVerify 签名后，双方基于 ECDHE 共享秘密派生出握手密钥和应用密钥，Finished 消息用握手密钥保护，验证通过后进入应用数据阶段。
测试时，首先要覆盖协议版本与密码套件。例如使用 openssl s_client -connect 10.0.0.20:443 -tls1_3 -ciphersuites TLS_AES_128_GCM_SHA256 观察是否成功协商；再尝试 -tls1_1 或弱套件如 TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA，预期应被拒绝。若服务端仍接受 TLS 1.0/1.1 或 RSA 密钥传输套件，说明存在降级风险。
其次要验证证书与认证。检查证书链是否完整、主机名是否匹配、有效期是否合理、是否使用 SHA-1 签名、密钥长度是否低于 2048 位（RSA）或 256 位（ECC）。可用 openssl s_client -connect 10.0.0.20:443 -verify_return_error -CAfile ca.pem 强制校验，若返回 verify error 则说明认证链存在问题。
记录层测试关注加密与完整性是否真正生效。抓包后若能看到明文 HTTP 内容，说明记录层未加密或密钥协商失败后回退到明文；若看到大量 Application Data 且无法解密，则符合预期。还需测试重放、篡改和截断：修改记录层 MAC 或 AEAD tag 后，接收方应丢弃并可能发送 bad_record_mac 告警。
二、IPSec：IKE 与 ESP 的分层验证
IPSec 测试分为 IKE 阶段和 ESP 阶段。IKEv2 使用 IKE_SA_INIT 交换 DH 公钥和 nonce，随后 IKE_AUTH 完成身份认证（预共享密钥、证书或 EAP），并建立 Child SA。测试时可用 strongSwan 的 ipsec statusall 查看 SA 状态，确认 ESTABLISHED 后检查加密算法是否为 AES_GCM_16 或 AES_CBC + HMAC_SHA2_256。
ESP 层测试重点在于：加密是否覆盖载荷、完整性校验是否覆盖整个 ESP 包、抗重放窗口是否生效。可构造重放包观察接收端是否丢弃；修改 SPI 或序列号后，SA 查找应失败。若使用传输模式，需确认原始 IP 头未被加密；隧道模式下则整个内层 IP 包都应被保护。
三、SSH：密钥交换、认证与通道复用
SSH 协议先进行版本交换，再协商密钥交换算法（如 curve25519-sha256）、主机密钥算法（如 ssh-ed25519）、加密算法（如 chacha20-poly1305@openssh.com）和 MAC 算法。测试时可用 ssh -vvv user@10.0.0.30 观察协商结果，确认未使用 diffie-hellman-group1-sha1 等弱算法。
认证阶段需覆盖公钥、密码、键盘交互等方式，并验证失败次数限制、账户锁定策略。通道阶段测试端口转发、X11 转发、SFTP 子系统是否按策略开放。异常路径包括：篡改 KEX 初始化包、发送非法通道请求、超长用户名等，服务端应返回 SSH_MSG_DISCONNECT 并记录日志。
四、协议状态机与异常路径覆盖
协议测试不能只走“正常路径”。应建立状态机模型，列出每个状态允许的消息类型和迁移条件，然后针对非法迁移设计用例。例如 TLS 中在 ClientHello 后直接发送 Application Data，或在 Finished 前发送应用数据，服务端应拒绝。IPSec 中在 IKE_SA_INIT 未完成时发送 IKE_AUTH，应返回错误。SSH 中在密钥交换未完成时发送通道请求，应断开连接。
异常路径覆盖建议采用“状态×消息×参数”三维矩阵：状态包括初始、协商中、认证中、已建立、关闭中；消息包括合法消息、乱序消息、重复消息、畸形消息；参数包括边界值、非法值、缺失字段。每个组合至少设计一个用例，并记录预期响应（拒绝、告警、断开、忽略）和实际响应。
openssl s_client 输出和 tcpdump 抓包；对于 IPSec，保存 ipsec statusall 和 ip xfrm state；对于 SSH，保存 ssh -vvv 日志和服务端 sshd 日志。
最后，协议交互测试的结论应落到“是否可安全上线”的判断上：若存在弱算法可协商、证书校验可绕过、异常路径导致进程崩溃或状态泄漏，则必须修复后复测。只有正常路径与异常路径均通过，协议实现才具备基本的健壮性与安全性。