ssl协议安全性分析（彻底搞清HTTPS安全通讯之SSL）

一、 简介

• SSL（Secure Socket Layer 安全套接层），由网景在20世纪90年代开发的安全协议；
• 1995年Netscape发布SSL v2.0
• 1996年Netscape发布SSL v3.0
• 1999年 IETF(Internet工程任务组)发布TLS v1.0，用于替代SSL v3.0
• 2006年 发布TLS v1.1
• 2008年 发布TLS v1.2
• 2018年 发布TLS v1.3至2020年3月，微软、苹果、谷歌等多家企业已弃用TLS v1.0 和 TLS v1.1。

目前，应用最广泛的是TLS 1.0，接下来是SSL 3.0。但是，主流浏览器都已经实现了TLS 1.2的支持。TLS 1.0通常被标示为SSL 3.1，TLS 1.1为SSL 3.2，TLS 1.2为SSL 3.3。

二 、通信模式演化

1. 正常通讯，无加密通信过程很不安全，黑客可以监听双方的通信、拦截通信、伪造数据进行攻击。
2. 使用密钥加密为了应对攻击，对通信数据使用对称加密算法进行加密。通信双方需要共享密钥。1981年，出现对称加密算法DES。DES使用56bit的密钥。但由于双方需要共享密钥，这个密钥在传输过程中有可能被拦截。
3. 更高强度的密钥DES可能被暴力破解。为了更高的安全性，出现了triple-DES(最长168bit密钥)、AES (最高 256bit密钥 )。这仍没解决双方传递共享密钥的问题。
4. 非对称加密最著名的非对称加密算法RSA算法，其加密与解密使用不同密钥，加密的密钥可以公开。这样可以有效解决双方共享密钥的问题。在使用中，通讯双方都有一个公钥和私钥。

A要给B发网络数据流程：

1. A使用私钥加密数据的hash值
2. A再用B的公钥加密数据。
3. A将加密的hash值和加密的数据加上一些其它信息（如时间戳）发给B
4. B 先用私钥解密数据
5. B本地运行一个hash值
6. B用A的公钥解密hash值，与自己运行的比较，检验数据完整性。但最初通讯交换公钥的过程，仍存在被中间人攻击的可能。
7. 使用可信任机构颁布数字证书

三 、HTTPS

HTTP Over SSL，就是通过SSL/TLS加密HTTP数据。证书链检测工具： myssl.com

四、SSL/TLS 基本运行过程1. 整体通讯流程

1. 客户端向服务器端索要并验证公钥
2. 双方协商生成“对话密钥”
3. 双方采用“对话密钥”进行加密通信。

SSL/TLS 使用非对称加密 。

• 保证公钥不被篡改：将公钥放在数字证书中，只要证书是可信的，公钥就是可信的。
• 每一次对话，双方生成一个对称密钥，用来加密信息，采用对称加密。 非对称加密只用来加密对称加密的密钥。

流程示意图：

通讯抓包示意图：

2. 握手阶段详细过程

握手阶段涉及4次通信。

4.1 客户端发出请求(Client Hello)

客户端数据主要包含：

• 支持的协议版本，如TLS 1.2版
• 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成公钥
• 支持的加密方法 ，如RSA
• 支持的压缩方法。

客户端发送的信息中不包括服务器的域名。2006年，TLS协议加入了一个Service Name Indication扩展，允许客户端向服务器提供它所请求的域名。

支持的加密算法示例：

4.2 服务器回应(Server Hello)

服务器收到客户端请求后，向客户端发出回应，包含：

• 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.2版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
• 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。
• 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密。
• 服务器证书。

如果是双向认证，服务器需要确认客户端的身份，就会再包含一项请求，要求客户端提供客户端证书。即金融机构服务器端只允许认证客户连入自己的网络，会向正式客户提供USB密钥，里面就包含了一张客户端证书。下面是单向认证抓包示意，Server Hello分成两个包发送。

4.3 客户端回应

客户端收到服务器回应以后，首先验证服务器证书。如果有以下问题：

• 证书不是可信机构颁布
• 或者证书中的域名与实际域名不一致
• 或证书已经过期这时就会向访问者显示一个警告，由用户选择是否还要继续通信。

如果证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥，然后，向服务器发送以下信息：

• 一个随机数，用服务器公钥加密，称为pre-master key。
• 编码改变通知，表示随后的信息将用双方商定的加密方法 和密钥发送
• 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。 这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器检验。

客户端与服务器同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把”会话密钥“。

使用三次随机数，防止有的主机生成的只是伪随机数。

4.4 服务器回应

服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key之后，计算生成本次会话所用的”会话密钥“，然后给客户端发送下面信息：

• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法 和密钥发送。
• 服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供客户端检验。

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