让SSL_TLS协议流行起来：深度解读SSL_TLS实现

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1、让SSL/TLS协议流行起来：深度解读SSL/TLS实现一前言SSL/TLS协议是网络安全通信的重要基石，本系列将简单介绍SSL/TLS协议，主要关注SSL/TLS协议的安全性，特别是SSL规范的正确实现。本系列的文章大体分为3个部分：SSL/TLS协议的基本流程典型的针对SSL/TLS协议的攻击SSL/TLS协议的安全加固措施本文对SSIZHS协议概况做基本介绍，包括SSL/TLS协议的版本变迁，协议的详细流程以及流行的SSL/TLS协议实现。文章的主要内容翻译自波鸿鲁尔大学ChristopherMeyer的文章《20Years

2、ofSSL/TLSResearchAnAnalysisoftheInternet*sSecurityFoundation))，同时也根据作者自己的理解增加了部分内容,以使对SSL/TLS协议的介绍更为完整。二什么是SSL/TLS?SSL全称是SecureSocketsIwycr,安全套接字层，它是由网景公司(Netscape)设计的主要用于Web的安全传输协议，目的是为网络通信提供机密性、认证性及数据完整性保障。如今，SSL已经成为互联网保密通信的工业标准。SSL最初的几个版本(SSL1.0.SSI20、SSL3.0)由网景公司设

3、计和维护,从3.1版本开始,SSL协议由因特网工程任务小组(IETF)正式接管,并更名为TLS(TransportLayerSecurity),发展至今已有TLS1.0、TLS1.1、TLS1.2这几个版本。如TLS名字所说，SSL/TLS协议仅保障传输层安全。同时，由于协议自身特性(数字证书机制)，SSL/TLS不能被用于保护多跳(multi-hop)端到端通信，而只能保护点到点通信。SSL/TLS协议能够提供的安全目标主耍包括如下儿个：认证性一借助数字证书认证服务器端和客户端身份，防止身份伪造机密性——借助加密防止第三方窃听完

4、整性——借助消息认证码（MAC）保障数据完整性，防止消息篡改重放保护一通过使用隐式序列号防止重放攻击为了实现这些安全目标，SSL/TLS协议被设计为一个两阶段协议，分为握手阶段和应用阶段：握手阶段也称协商阶段，在这一阶段，客户端和服务器端会认证对方身份（依赖FPKI体系，利用数字证书进行身份认证），并协商通信中使用的安全参数、密码套件以及MasterSecreto后续通信使用的所有密钥都是通过MasterSecret生成。在握手阶段完成厉，进入应用阶段。在应用阶段通信双方使用握手阶段协商好的密钥进行安全通信。SSL/TLS协议有一

5、个高度模块化的架构，分为很冬子协议，如下图所示：TLS/SSL—drops.wooywLorgHandshake协议：包括协商安金参数和密码套件、服务器身份认证（客户端身份认证可选）、密钥交换；ChangcCiphcrSpcc协议：一条消息表明握手协议已经克成；Alert协议：对握手协议中一些异常的错误提醒，分为fatalfllwarning两个级别，fatal类型的错误会直接中断SSL链接，而warning级别的错误SSL链接仍可继续，只是会给出错谋警告；Record协议：包折对消息的分段、压缩、消息认证和完整性保护、加密等。三

6、协议流程详解本节对SSL/TLS协议的流程进行详细介绍。一个典型的TLS1.0协议交互流程如下图所示:ClientServerClientHello]

7、ApplicationDataExplanationHandshakeProtocol]ChangeCipherSpecProtocoloptionalHandshakemessagesApplicationDataProtocol1drops.wooyun.org每一个SSL/TLS链接都是从握手开始的，握手过程包含一个消息序列，用以协商安全参数、密码套件，进行身份认证以及密钥交换。握手过程小的消息必须严格按照预先定义的顺序发生，否则就会带來潜在的安全威胁。今年顶级安全会议CCS有文章提出了建立综合状态机来检查SSL链接中消息序

8、列……3.1握手过程中的消息序列ClientHello：ClientHcllo通常是握手过程中的第一条消息,用于告知服务器客户端所支持的密码套件种类、最高SSL/TLS协议版本以及压缩算法。ClientHello中还包含-■个随机数，这个随机数宙4