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HTTPS協(xié)議的SSL握手過(guò)程

發(fā)表日期：2018-04 文章編輯：小燈 瀏覽次數(shù)：2610

HTTPS常被定義為為HTTP over SSL，超文本傳輸安全協(xié)議。
以往HTTP通訊直接使用的明文傳輸，容易被人抓包，破解數(shù)據(jù)包，而HTTPS經(jīng)由HTTP進(jìn)行通信，但利用SSL/TLS來(lái)加密數(shù)據(jù)包。

HTTP的URL由“http://”起始且默認(rèn)使用端口80，
HTTPS的URL由“https://”起始且默認(rèn)使用端口443。

注意：

  • SSL(Secure Socket Layer)是netscape公司設(shè)計(jì)的主要用于web的安全傳輸協(xié)議。這種協(xié)議在WEB上獲得了廣泛的應(yīng)用。
  • IETF機(jī)構(gòu)將SSL作了標(biāo)準(zhǔn)化，即RFC2246,并將其稱為TLS（Transport Layer Security），從技術(shù)上講，TLS1.0與SSL3.0的差別非常微小。

SSL 定義

SSL是一個(gè)介于HTTP協(xié)議與TCP之間的一個(gè)可選層，為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。SSL協(xié)議可分為兩層：

  • SSL記錄協(xié)議（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的傳輸協(xié)議（如TCP）之上，為高層協(xié)議提供數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密等基本功能的支持。
  • SSL握手協(xié)議（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL記錄協(xié)議之上，用于在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸開始前，通訊雙方進(jìn)行身份認(rèn)證、協(xié)商加密算法、交換加密密鑰等。

如果用右邊的TCP/IP協(xié)議來(lái)劃分，SSL是屬于應(yīng)用層與傳輸層之間的協(xié)議，如果還是用OSI七層協(xié)議劃分，SSL是屬于表示層與會(huì)話層的。

image.png

SSL握手過(guò)程

SSL協(xié)議的大概原理就是通過(guò)公鑰加密法，也就是說(shuō)，客戶端先向服務(wù)器端索要公鑰，然后用公鑰加密信息，服務(wù)器收到密文后，用自己的私鑰解密。

以下是SSL協(xié)議握手的一個(gè)主要過(guò)程，主要分為4個(gè)階段。

  • SSL客戶端（也是TCP的客戶端）在TCP鏈接建立之后，發(fā)出一個(gè)ClientHello來(lái)發(fā)起握手，這個(gè)消息里面包含了
    -- Client支持的SSL協(xié)議版本；
    -- Client生成的隨機(jī)數(shù)c1，稍后用于生成"對(duì)話密鑰"；
    -- Client支持的加密方法；
    -- Client支持的壓縮方法；

  • SSL的服務(wù)器端會(huì)回應(yīng)一個(gè)ServerHello，這個(gè)消息里面包含了以下內(nèi)容
    -- Server確認(rèn)使用的加密通信協(xié)議版本；
    --Server生成的隨機(jī)數(shù)s1，稍后用于生成"對(duì)話密鑰"；
    -- Server確認(rèn)使用的加密方法；
    -- Server 的SSL證書。

  • Client收到服務(wù)器回應(yīng)以后，首先驗(yàn)證Server的證書是否有效，如果沒問(wèn)題，從證書里面取出Server的公鑰，然后發(fā)送消息給Server，包含以下內(nèi)容
    -- Client生成的隨機(jī)數(shù)c2，需要注意的是，這個(gè)隨機(jī)數(shù)c2是經(jīng)過(guò)Server公鑰加密過(guò)的；
    -- 告知Server 握手結(jié)束

  • Server收到Client消息后，使用私鑰解密Client發(fā)過(guò)來(lái)的第二個(gè)隨機(jī)數(shù)，同時(shí)也會(huì)發(fā)送握手結(jié)束的消息給Client。

此時(shí)，client和server都持有3個(gè)隨機(jī)數(shù)，客戶端和服務(wù)端用商定的算法利用3個(gè)隨機(jī)數(shù)生成一個(gè)對(duì)話秘鑰（session key），隨后的通信就用這個(gè)秘鑰進(jìn)行加密解密。之所以用3個(gè)隨機(jī)數(shù)，因?yàn)樽C書是靜態(tài)的，增加隨機(jī)數(shù)可以使得密鑰更加有隨機(jī)性。SSL協(xié)議傳輸過(guò)程中，使用的是由相同的3個(gè)隨機(jī)數(shù)生成的對(duì)話秘鑰（session key），而生成的規(guī)則是client與server商議好的算法，所以這個(gè)對(duì)話秘鑰（session key）是相同的，這個(gè)加密方法稱為對(duì)稱加密。

中間人攻擊

HTTPS通訊也不一定是絕對(duì)安全的，有可能會(huì)被人劫持，通常是中間人攻擊。

服務(wù)器向客戶端發(fā)送公鑰。
攻擊者截獲公鑰，保留在自己手上。
然后攻擊者自己生成一個(gè)【偽造的】公鑰，發(fā)給客戶端。
客戶端收到偽造的公鑰后，生成加密hash值發(fā)給服務(wù)器。
攻擊者獲得加密hash值，用自己的私鑰解密獲得真秘鑰。
同時(shí)生成假的加密hash值，發(fā)給服務(wù)器。
服務(wù)器用私鑰解密獲得假秘鑰。

中間人攻擊一般發(fā)生在SSL握手協(xié)議中，協(xié)商密鑰的時(shí)候（非對(duì)稱加密階段），而且發(fā)生中間人攻擊，也就是代表攻擊方拿到了證書的公鑰和私鑰。一旦會(huì)話初始化完成，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊（對(duì)稱加密階段），想要完成中間人攻擊是非常困難的。

防御中間人攻擊的手段是做好證書的校驗(yàn)

參考

http://www.nsfocus.net/index.php?act=magazine&do=view&mid=841
https://www.jianshu.com/p/9c52693a09dc


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