讓SSL_TLS協(xié)議流行起來：深度解讀SSL_TLS實(shí)現(xiàn)

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1、讓SSL/TLS協(xié)議流行起來：深度解讀SSL/TLS實(shí)現(xiàn)一前言SSL/TLS協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)安全通信的重要基石，本系列將簡單介紹SSL/TLS協(xié)議，主要關(guān)注SSL/TLS協(xié)議的安全性，特別是SSL規(guī)范的正確實(shí)現(xiàn)。本系列的文章大體分為3個(gè)部分：SSL/TLS協(xié)議的基本流程典型的針對SSL/TLS協(xié)議的攻擊SSL/TLS協(xié)議的安全加固措施本文對SSIZHS協(xié)議概況做基本介紹，包括SSL/TLS協(xié)議的版本變遷，協(xié)議的詳細(xì)流程以及流行的SSL/TLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)。文章的主要內(nèi)容翻譯自波鴻魯爾大學(xué)ChristopherMeyer的文章《20Years

2、ofSSL/TLSResearchAnAnalysisoftheInternet*sSecurityFoundation))，同時(shí)也根據(jù)作者自己的理解增加了部分內(nèi)容,以使對SSL/TLS協(xié)議的介紹更為完整。二什么是SSL/TLS?SSL全稱是SecureSocketsIwycr,安全套接字層，它是由網(wǎng)景公司(Netscape)設(shè)計(jì)的主要用于Web的安全傳輸協(xié)議，目的是為網(wǎng)絡(luò)通信提供機(jī)密性、認(rèn)證性及數(shù)據(jù)完整性保障。如今，SSL已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)保密通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。SSL最初的幾個(gè)版本(SSL1.0.SSI20、SSL3.0)由網(wǎng)景公司設(shè)

3、計(jì)和維護(hù),從3.1版本開始,SSL協(xié)議由因特網(wǎng)工程任務(wù)小組(IETF)正式接管,并更名為TLS(TransportLayerSecurity),發(fā)展至今已有TLS1.0、TLS1.1、TLS1.2這幾個(gè)版本。如TLS名字所說，SSL/TLS協(xié)議僅保障傳輸層安全。同時(shí)，由于協(xié)議自身特性(數(shù)字證書機(jī)制)，SSL/TLS不能被用于保護(hù)多跳(multi-hop)端到端通信，而只能保護(hù)點(diǎn)到點(diǎn)通信。SSL/TLS協(xié)議能夠提供的安全目標(biāo)主耍包括如下兒個(gè)：認(rèn)證性一借助數(shù)字證書認(rèn)證服務(wù)器端和客戶端身份，防止身份偽造機(jī)密性——借助加密防止第三方竊聽完

4、整性——借助消息認(rèn)證碼（MAC）保障數(shù)據(jù)完整性，防止消息篡改重放保護(hù)一通過使用隱式序列號防止重放攻擊為了實(shí)現(xiàn)這些安全目標(biāo)，SSL/TLS協(xié)議被設(shè)計(jì)為一個(gè)兩階段協(xié)議，分為握手階段和應(yīng)用階段：握手階段也稱協(xié)商階段，在這一階段，客戶端和服務(wù)器端會(huì)認(rèn)證對方身份（依賴FPKI體系，利用數(shù)字證書進(jìn)行身份認(rèn)證），并協(xié)商通信中使用的安全參數(shù)、密碼套件以及MasterSecreto后續(xù)通信使用的所有密鑰都是通過MasterSecret生成。在握手階段完成厲，進(jìn)入應(yīng)用階段。在應(yīng)用階段通信雙方使用握手階段協(xié)商好的密鑰進(jìn)行安全通信。SSL/TLS協(xié)議有一

5、個(gè)高度模塊化的架構(gòu)，分為很冬子協(xié)議，如下圖所示：TLS/SSL—drops.wooywLorgHandshake協(xié)議：包括協(xié)商安金參數(shù)和密碼套件、服務(wù)器身份認(rèn)證（客戶端身份認(rèn)證可選）、密鑰交換；ChangcCiphcrSpcc協(xié)議：一條消息表明握手協(xié)議已經(jīng)克成；Alert協(xié)議：對握手協(xié)議中一些異常的錯(cuò)誤提醒，分為fatalfllwarning兩個(gè)級別，fatal類型的錯(cuò)誤會(huì)直接中斷SSL鏈接，而warning級別的錯(cuò)誤SSL鏈接仍可繼續(xù)，只是會(huì)給出錯(cuò)謀警告；Record協(xié)議：包折對消息的分段、壓縮、消息認(rèn)證和完整性保護(hù)、加密等。三

6、協(xié)議流程詳解本節(jié)對SSL/TLS協(xié)議的流程進(jìn)行詳細(xì)介紹。一個(gè)典型的TLS1.0協(xié)議交互流程如下圖所示:ClientServerClientHello]

7、ApplicationDataExplanationHandshakeProtocol]ChangeCipherSpecProtocoloptionalHandshakemessagesApplicationDataProtocol1drops.wooyun.org每一個(gè)SSL/TLS鏈接都是從握手開始的，握手過程包含一個(gè)消息序列，用以協(xié)商安全參數(shù)、密碼套件，進(jìn)行身份認(rèn)證以及密鑰交換。握手過程小的消息必須嚴(yán)格按照預(yù)先定義的順序發(fā)生，否則就會(huì)帶來潛在的安全威脅。今年頂級安全會(huì)議CCS有文章提出了建立綜合狀態(tài)機(jī)來檢查SSL鏈接中消息序

8、列……3.1握手過程中的消息序列ClientHello：ClientHcllo通常是握手過程中的第一條消息,用于告知服務(wù)器客戶端所支持的密碼套件種類、最高SSL/TLS協(xié)議版本以及壓縮算法。ClientHello中還包含-■個(gè)隨機(jī)數(shù)，這個(gè)隨機(jī)數(shù)宙4