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SSL/TLS

传输层安全协议(英语:Transport Layer Security,缩写:TLS),及其前身安全套接层(Secure Sockets Layer,缩写:SSL)是一种安全协议,目的是为互联网通信,提供安全及数据完整性保障。网景公司(Netscape)在1994年推出首版网页浏览器,网景导航者时,推出HTTPS协议,以SSL进行加密,这是SSL的起源。IETF将SSL进行标准化,1999年公布了第一版TLS标准文件。随后又公布了 RFC 5246 (2008年8月)与 RFC 6176 (2011年3月)。在浏览器、电子邮件、即时通讯、VoIP、网络传真等应用程序中,广泛支持这个协议。主要的网站,如Google、Facebook等也以这个协议来创建安全连接,发送数据。目前已成为互联网上保密通讯的工业标准。

SSL包含记录层(Record Layer)和传输层,记录层协议确定了传输层数据的封装格式。传输层安全协议使用X.509认证,之后利用非对称加密演算来对通讯方做身份认证,之后交换对称密钥作为会谈密钥(Session key)。这个会谈密钥是用来将通讯两方交换的数据做加密,保证两个应用间通信的保密性和可靠性,使客户与服务器应用之间的通信不被攻击者窃听。

1. Overview

TLS协议采用主从式架构模型,其目的在于提供两个应用程序间,通过网络的一个不安全通道,创建起安全的连接,来交换数据,防止数据受到窃听及篡改。

TLS协议的优势在于它是与应用层协议独立无关的。高层的应用层协议(例如:HTTP、FTP、Telnet等等)能透明的创建于TLS协议之上。TLS协议在应用层协议通信之前就已经完成加密算法、通信密钥的协商以及服务器认证工作。在此之后应用层协议所传送的数据都会被加密,从而保证通信的私密性。

TLS协议是可选的,所以如果需要使用就必须配置客户端和服务器,有两种主要方式实现这一目标:一个是使用统一的TLS协议通讯端口(例如:用于HTTPS的端口443);另一个是客户端请求服务器连接到TLS时使用特定的协议机制(例如:邮件、新闻协议和STARTTLS)。一旦客户端和服务器都同意使用TLS协议,他们通过使用一个握手过程协商出一个有状态的连接以传输数据。通过握手,客户端和服务器协商各种参数用于创建安全连接:

  1. 当客户端连接到支持TLS协议的服务器要求创建安全连接并列出了受支持的密码组合(加密密码算法和加密哈希函数),握手开始。
  2. 服务器从该列表中决定加密和散列函数,并通知客户端。
  3. 服务器发回其数字证书,此证书通常包含服务器的名称、受信任的证书颁发机构(CA)和服务器的公钥。
  4. 客户端确认其颁发的证书的有效性。
  5. 为了生成会话密钥用于安全连接,客户端使用服务器的公钥加密随机生成的密钥,并将其发送到服务器,只有服务器才能使用自己的私钥解密。
  6. 利用随机数,双方生成用于加密和解密的对称密钥。这就是TLS协议的握手,握手完毕后的连接是安全的,直到连接(被)关闭。如果上述任何一个步骤失败,TLS握手过程就会失败,并且断开所有的连接。

2. History

2.1. SSL 1.0、2.0和3.0

SSL(Secure Sockets Layer)是网景公司(Netscape)设计的主要用于Web的安全传输协议,这种协议在Web上获得了广泛的应用。

基础算法由作为网景公司的首席科学家塔希尔·盖莫尔(Taher Elgamal)编写,所以他被人称为“SSL之父”。

2014年10月,Google发布在SSL 3.0中发现设计缺陷,建议禁用此一协议。攻击者可以向TLS发送虚假错误提示,然后将安全连接强行降级到过时且不安全的SSL 3.0,然后就可以利用其中的设计漏洞窃取敏感信息。Google在自己公司相关产品中陆续禁止向后兼容,强制使用TLS协议。Mozilla也在11月25日发布的Firefox 34中彻底禁用了SSL 3.0。微软同样发出了安全通告[6]。

2.2. TLS 1.0

IETF将SSL标准化,即 RFC 2246 ,并将其称为TLS(Transport Layer Security)。从技术上讲,TLS 1.0与SSL 3.0的差异非常微小。但正如RFC所述"the differences between this protocol and SSL 3.0 are not dramatic, but they are significant enough to preclude interoperability between TLS 1.0 and SSL 3.0"(本协议和SSL 3.0之间的差异并不是显著,却足以排除TLS 1.0和SSL 3.0之间的互操作性)。TLS 1.0包括可以降级到SSL 3.0的实现,这削弱了连接的安全性[8]:1–2。

2.3. TLS 1.1

TLS 1.1在 RFC 4346 中定义,于2006年4月发表,它是TLS 1.0的更新。在此版本中的差异包括:

添加对CBC攻击的保护:

支持IANA登记的参数。

2.4. TLS 1.2

TLS 1.2在 RFC 5246 中定义,于2008年8月发表。它基于更早的TLS 1.1规范。主要区别包括:

3. What is SSL and what are Certificates?

What is SSL and what are Certificates?

3.1. Signing

Msg + enc(hash(Msg),PriKey) -> recipient

Check: dec(enc(hash(Msg),PriKey), PubKey) ?= hash(Msg)

发布公钥: PubKey + enc(hash(PubKey), PriKey)

4. SSL证书的申请

4.1. 证书类别

按证书包含域名数量分

注意:SSL所说的单个域名是一个完整的域名,一个子域名就算一个,而非一个顶级域名。 如果网站有很多子域名,只需要申请真正需要的域名证书。

按验证的类别分

个人或小站点可用一类或二类,企业一般用二类认证,少数企业会用到EV认证。

4.2. 证书价格

看了看网上SSL证书的价格,便宜的一般都是10美元左右一个子域名/每年,按不同类别、不同品牌等价格在几十美元到几百美元一年。比如能显示绿色地址栏的EV证书和通配符证书贵一些。国内自己的或代理的,比国外贵不少,动辄几千元。其实就是由可信源认证了一下,类似于办证,用起来没什么差别,并非越贵越好。

4.3. 签发机构(“卖家”)

国外常见的SSL提供商有:Thawte,Go Daddy,VeriSign,RapidSSL,GeoTrust(QuickSSL),StartSSL,Comodo。

5. Reference


CategoryCryptography

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