傳輸層安全


傳輸層安全 （简体）

安全套接層（SSL）及其繼任者傳輸層安全（TLS）是在網際網路上提供安全保密的通訊協議，為諸如網站、電子郵件、網上傳真等等數據傳輸進行保密。SSL 3.0和TLS 1.0有輕微差別，但兩種規範其實大致相同。

目錄

介紹

TLS利用密鑰演算法在網際網路上提供端點身份認證與通訊保密，其基礎是公鑰基礎設施（PKI）。不過在實現的典型例子中，只有網路服務者被可靠身份驗證，而其客戶端則不一定。這是因為公鑰基礎設施普遍商業運營，電子簽名證書要花大錢購買，普通大眾很難買的起證書。協議的設計在某種程度上能夠使客戶端/伺服器應用程序通訊本身預防竊聽、干擾（Tampering）、和消息偽造。

TLS包含三個基本階段：

  1. 對等協商支持的密鑰演算法
  2. 基於公鑰加密交換對稱密鑰和基於證書的身份認證
  3. 基於對稱密鑰的數據傳輸保密

在第一階段，客戶端與伺服器協商所用密碼演算法。 當前廣泛實現的演算法選擇如下：

  • 公鑰加密系統：RSA、Diffie-Hellman、DSA及Fortezza；
  • 對稱密鑰系統：RC2、RC4、IDEA、DES、Triple DES及AES；
  • 單向散列函數：MD5及SHA。

工作方式

双向证书认证的SSL握手过程。 （准确性存疑）
雙向證書認證的SSL握手過程。 （準確性存疑）

首先，TLS的記錄層（Record layer）用於封裝更高層的HTTP等協議。記錄層數據可以被隨意壓縮、加密，與消息驗證碼（MAC）打包在一起。每個記錄層包都有一個content_type段用以記錄更上層用的協議。

客戶端要收發幾個握手信號：

  • 發送一個ClientHello消息，說明它支持的密碼演算法列表、壓縮方法及最高協議版本，也發送稍後將被使用的隨機數。
  • 然後收到一個ServerHello消息，包含伺服器選擇的連接參數，源自客戶端初期所提供的ClientHello。
  • 當雙方知道了連接參數，客戶端與伺服器交換證書（依靠被選擇的公鑰系統）。這些證書通常基於X.509，不過已有草案支持以OpenPGP為基礎的證書。
  • 伺服器請求得到客戶端的證書有可能成功，所以連接可以是相互的身份認證。
  • 客戶端與伺服器通過加密通道協商一個共同的「主密鑰」（客戶端與伺服器計算隨機數），這通過精心謹慎設計的偽隨機數函數實現。結果可能使用Diffie-Hellman交換，或簡單的公鑰加密，雙方各自用私鑰解密。所有其他關鍵數據的加密均使用這個「主密鑰」。

TLS/SSL有多樣的安全保護措施：

  • 所有的記錄層數據均被編號，序號用在消息驗證碼(MAC)中。

外部連結

  • SSL/TLS/WTLS原理

參考

本文參考了依GFDL授權發佈的《自由線上電腦詞典》（FOLDOC）。
This article was originally based on material from the Free On-line Dictionary of Computing and is used under the GFDL.

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