SSL和TLS协议如何提供身份验证机密性和完整性

Posted 2023-01-18

SSL 和 TLS 协议使两方能够相互识别和验证，并以机密性和数据完整性进行通信。SSL 和 TLS 协议通过 Internet 提供通信安全性，并允许客户端/服务器应用程序以保密和可靠的方式进行通信。这些协议有两层：记录协议和握手协议，它们位于 TCP/IP 等传输协议之上。它们都使用非对称和对称加密技术。

SSL 或 TLS 连接由成为 SSL 或 TLS 客户端的应用程序启动。接收连接的应用程序成为 SSL 或 TLS 服务器。正如 SSL 或 TLS 协议所定义的，每个新会话都以握手开始。SSL 或 TLS 握手使 SSL 或 TLS 客户端和服务器能够建立与之通信的密钥。

在客户端和服务器身份验证期间，有一个步骤要求使用非对称密钥对中的一个密钥对数据进行加密，并使用该对中的另一个密钥对其进行解密，消息摘要用于提供完整性。详情请参阅​​SSL工作原理​​

SSL 和 TLS 如何提供身份验证

对于服务器身份验证，客户端使用服务器的公钥来加密用于计算密钥的数据。只有当服务器可以使用正确的私钥解密该数据时，它才能生成密钥。

对于客户端身份验证，服务器使用客户端证书中的公钥解密客户端在第5步握手期间发送的数据。使用密钥加密的已完成消息的交换（概述中的步骤7和8 ）确认身份验证已完成。

如果任何身份验证步骤失败，则握手失败并且会话终止。

SSL 或 TLS 握手期间的SSL证书交换是身份验证过程的一部分。​​SSL证书​​需由全球信任的CA机构颁发，受浏览器、操作系统和移动端信任。所需证书如下，其中CAx向客户端颁发证书，CAy向SSL 或 TLS 服务器颁发证书：

仅对于服务器身份验证，SSL 或 TLS 服务器需要：

• CA颁发给服务器证书Y
• 服务器的私钥

SSL 或 TLS 客户端需要：

• CA 的 CA 证书Y

如果 SSL 或 TLS 服务器需要客户端身份验证，则服务器通过使用向客户端颁发个人证书的 CA（在本例中为 CA ）的公钥验证客户端的数字证书来验证客户端的身份X。对于服务器和客户端身份验证，服务器需要：

• CA颁发给服务器的个人证书Y
• 服务器的私钥
• CA 的 CA 证书X

和客户端需要：

• CA颁发给客户的个人证书X
• 客户的私钥
• CA 的 CA 证书Y

SSL 或 TLS 服务器和客户端都可能需要其他 CA 证书来形成根 CA 证书的证书链。详情请参阅​​如何补全SSL证书链​​

证书验证期间会发生什么

如概述的第3步和第 6步所述，SSL 或 TLS 客户端验证服务器的证书，而 SSL 或 TLS 服务器验证客户端的证书。这个验证有四个方面：

• 检查数字签名
• 检查证书链；您应该拥有中间 CA 证书
• 检查到期和激活日期以及有效期
• 检查证书的吊销状态

密钥重置

在 SSL 或 TLS 握手期间，会生成一个密钥来加密 SSL 或 TLS 客户端和服务器之间的数据。密钥用于数学公式中，该公式应用于数据以将明文转换为不可读的密文，并将密文转换为明文。

密钥是从作为握手的一部分发送的随机文本生成的，用于将明文加密为密文。密钥还用于 MAC（消息验证码）算法，用于确定消息是否已被更改。

如果发现密钥，则可以从密文中破译消息的明文，或者可以计算消息摘要，从而允许在不被发现的情况下更改消息。即使对于复杂的算法，明文最终也可以通过对密文应用所有可能的数学变换来发现。如果密钥被破坏，为了最大限度地减少可以解密或更改的数据量，可以定期重新协商密钥。当密钥重新协商后，以前的密钥不能再用于解密用新密钥加密的数据。

SSL 和 TLS 如何提供机密性

SSL 和 TLS 结合使用对称和非对称加密来确保消息隐私。在 SSL 或 TLS 握手期间，SSL 或 TLS 客户端和服务器同意仅用于一个会话的加密算法和共享密钥。SSL 或 TLS 客户端和服务器之间传输的所有消息都使用该算法和密钥进行加密，确保消息即使被截获也保持私密。SSL 支持范围广泛的加密算法。因为 SSL 和 TLS 在传输共享密钥时使用非对称加密，所以不存在密钥分配问题。

SSL 和 TLS 如何提供完整性

SSL 和 TLS 通过计算消息摘要来提供数据完整性。使用 SSL 或 TLS 确实可以确保数据完整性，前提是您的通道定义中的 CipherSpec 使用指定 CipherSpecs中的表中描述的哈希算法。

特别是，如果数据完整性是一个问题，您应该避免选择散列算法被列为“无”的 CipherSpec。强烈建议不要使用 MD5，因为它现在已经很老了，对于大多数实际用途来说不再安全。