Vou responder de maneira bem geral, pois não tenho familiaridade com SslStream
(ou mesmo C# em geral), mas creio que há alguns equívocos nessa pergunta que eu posso ajudar a esclarecer.
A ideia por trás de se usar um canal de comunicações seguro é que todo conteúdo trocado por esse canal esteja protegido (confidencial, autenticado, íntegro). Se isso não fosse verdade, então não haveria sentido em se usar um SSL Stream - bastaria se usar simplesmente um Stream...
Dessa forma, os passos necessários para se assegurar a segurança de um canal ("aperto de mão", ou handshake) são externos ao uso desse canal. Não faz sentido você utilizar o próprio SslStream
para enviar coisas como a chave de criptografia, pois no momento em que esse stream está "usável" se assume que o hanshake (e portanto a troca de chaves) já foi feito com sucesso.
Sua conclusão de que a troca de chaves não é feita dessa maneira é, portanto, acertada. Bem como sua observação de que há propriedades [e métodos] relacionados ao handshake nas próprias classes da biblioteca. A maneira correta de se usar um SslStream
é utilizar seus próprios métodos para se fazer a troca de chaves (e protocolo de handshake) e só começar a transmitir dados por ela quando esse processo estiver concluído com sucesso.
Abrindo um parêntese: segundo a documentação, a própria classe se assegura de permanecer ilegível enquanto o handshake não for concluído com sucesso:
Propriedade SslStream::CanRead
Obtém um valor de Boolean que indica se o fluxo subjacente é legível.
true se a autenticação ocorreu e o fluxo subjacente são legíveis; se não false.
Quanto à maneira correta de se fazer esse handshake, vou deixar para quem entende melhor de C# responder. Uma passada de olho na documentação sugere o método AuthenticateAsServer
, e suas variantes. O que me leva ao último equívoco:
Então eu tenho que fazer uma troca de chaves públicas entre client e server.
Não é uma troca de chaves que você precisa fazer, mas sim uma troca de certificados. A chave sozinha garante apenas a confidencialidade de uma comunicação, mas não sua autenticidade. Se o client receber uma chave do server e usá-la para se comunicar confidencialmente, ele estará seguro que nenhum eavesdropper (espião, escuta) estará interceptando a comunicação e lendo seu conteúdo. Mas ele não tem como ter certeza de com quem ele está se comunicando.
Um server falso (ex.: num ataque "Man-in-the-Middle") poderia enviar a chave dele para o client - em vez da chave do server real - de modo a fazer com que o client se comunique com ele achando que está se comunicando com o server real. Da mesma forma, ele pode enviar a chave dele ao server real, fazendo se passar pelo client. No fim das contas, em vez da comunicação ser:
client real <----> server real
ela será:
client real <----> server falso, também client falso <----> server real
O que destrói todas as garantias de segurança que o protocolo SSL em princípio te daria. A solução (uma das soluções, porém a única que é comumente usada na prática) é criar um "certificado de segurança", que nada mais é que uma chave pública associada a uma identidade e ambas assinadas por uma entidade de confiança (trusted third-party) - estabelecida de comum acordo.
Uma descrição completa do que é um certificado e de como usá-lo corretamente (às vezes só o server usa, às vezes o client também) seria por demais extensa para essa resposta, por isso sugiro você se informar melhor sobre como ele funciona. Pode até mesmo ser através de uma pergunta separada no próprio SOpt (tivemos perguntas semelhantes no passado), através da qual eu estaria disposto a aprofundar mais no assunto.