详解HTTPS是如何确保安全的?(2)

用户首先产生自己的密钥对,并将公共密钥及部分个人身份信息传送给认证中心。认证中心在核实身份后,将执行一些必要的步骤,以确信请求确实由用户发送而来,然后,认证中心将发给用户一个数字证书,该证书内包含用户的个人信息和他的公钥信息,同时还附有认证中心的签名信息(根证书私钥签名)。用户就可以使用自己的数字证书进行相关的各种活动。数字证书由独立的证书发行机构发布,数字证书各不相同,每种证书可提供不同级别的可信度。

证书包含哪些内容

证书颁发机构的名称

证书本身的数字签名

证书持有者公钥

证书签名用到的Hash算法

验证证书的有效性

浏览器默认都会内置CA根证书,其中根证书包含了CA的公钥

证书颁发的机构是伪造的:浏览器不认识,直接认为是危险证书

证书颁发的机构是确实存在的,于是根据CA名,找到对应内置的CA根证书、CA的公钥。用CA的公钥,对伪造的证书的摘要进行解密,发现解不了,认为是危险证书。

对于篡改的证书,使用CA的公钥对数字签名进行解密得到摘要A,然后再根据签名的Hash算法计算出证书的摘要B,对比A与B,若相等则正常,若不相等则是被篡改过的。

证书可在其过期前被吊销,通常情况是该证书的私钥已经失密。较新的浏览器如Chrome、Firefox、Opera和Internet Explorer都实现了在线证书状态协议(OCSP)以排除这种情形:浏览器将网站提供的证书的序列号通过OCSP发送给证书颁发机构,后者会告诉浏览器证书是否还是有效的。

1、2点是对伪造证书进行的,3是对于篡改后的证书验证,4是对于过期失效的验证。

SSL 与 TLS SSL (Secure Socket Layer,安全套接字层)

SSL为Netscape所研发,用以保障在Internet上数据传输之安全,利用数据加密(Encryption)技术,可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取,当前为3.0版本。

SSL协议可分为两层: SSL记录协议(SSL Record Protocol):它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议(SSL Handshake Protocol):它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前,通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。

TLS (Transport Layer Security,传输层安全协议)

用于两个应用程序之间提供保密性和数据完整性。
TLS 1.0是IETF(Internet Engineering Task Force,Internet工程任务组)制定的一种新的协议,它建立在SSL 3.0协议规范之上,是SSL 3.0的后续版本,可以理解为SSL 3.1,它是写入了 RFC 的。该协议由两层组成: TLS 记录协议(TLS Record)和 TLS 握手协议(TLS Handshake)。较低的层为 TLS 记录协议,位于某个可靠的传输协议(例如 TCP)上面。

SSL/TLS协议作用:

认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器

加密数据以防止数据中途被窃取;

维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。

TLS比SSL的优势

对于消息认证使用密钥散列法:TLS 使用“消息认证代码的密钥散列法”(HMAC),当记录在开放的网络(如因特网)上传送时,该代码确保记录不会被变更。SSLv3.0还提供键控消息认证,但HMAC比SSLv3.0使用的(消息认证代码)MAC 功能更安全。

增强的伪随机功能(PRF):PRF生成密钥数据。在TLS中,HMAC定义PRF。PRF使用两种散列算法保证其安全性。如果任一算法暴露了,只要第二种算法未暴露,则数据仍然是安全的。

改进的已完成消息验证:TLS和SSLv3.0都对两个端点提供已完成的消息,该消息认证交换的消息没有被变更。然而,TLS将此已完成消息基于PRF和HMAC值之上,这也比SSLv3.0更安全。

一致证书处理:与SSLv3.0不同,TLS试图指定必须在TLS之间实现交换的证书类型。

特定警报消息:TLS提供更多的特定和附加警报,以指示任一会话端点检测到的问题。TLS还对何时应该发送某些警报进行记录。

SSL、TLS的握手过程

SSL与TLS握手整个过程如下图所示,下面会详细介绍每一步的具体内容:

https握手流程图

客户端首次发出请求

由于客户端(如浏览器)对一些加解密算法的支持程度不一样,但是在TLS协议传输过程中必须使用同一套加解密算法才能保证数据能够正常的加解密。在TLS握手阶段,客户端首先要告知服务端,自己支持哪些加密算法,所以客户端需要将本地支持的加密套件(Cipher Suite)的列表传送给服务端。除此之外,客户端还要产生一个随机数,这个随机数一方面需要在客户端保存,另一方面需要传送给服务端,客户端的随机数需要跟服务端产生的随机数结合起来产生后面要讲到的 Master Secret 。

客户端需要提供如下信息:

支持的协议版本,比如TLS 1.0版

一个客户端生成的随机数,稍后用于生成”对话密钥”

支持的加密方法,比如RSA公钥加密

支持的压缩方法

服务端首次回应

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