https ssl(tls)为什么不直接用公钥加密数据？

Posted 2021-06-02 一只会铲史的猫

很多人都提到了非对称加密速度慢，但这只是一个原因，但不是主要原因，甚至是微不足道的原因。

SSL协议到3.0后就已经到头了，取而代之的是TLS，相较于SSL的“安全套接字层”的命名，TLS的“传输层安全”这种定义更加严谨。毕竟传输安全的范畴要远大于套接字安全这种定义，这种定义偏技术层面，但安全不仅要解决技术层面的问题，也要解决人的问题以及由此带来的信任问题。因为加密只是安全的一部分，解决传输两端的信任，以及让整个算法摆脱人的因素，才是安全的核心。

诈骗电话之所以能让很多人上当，实际上是一种信任欺诈，即使你和骗子间的通信采用了量子加密，安全到连FBI、CIA、克格勃、摩萨德、朝阳大妈都无法破解的地步，这也只能确保你被骗的更加安全、更加保密而已。

腾讯即使能把你和潜在“炮友”的聊天加密到连你老婆都无法破解的地步，但还是无法确保你的聊天对象到底是男的还是女的，是个美女还是丑B，即使是无所不能的“剽窃惯犯”小马哥也做不到，做不到就是做不到，大马哥也做不到。

以下两个问题：

1、如何确保私钥的安全，如果一个公司的后台人员离职并把私钥带走，该怎么办？

私钥无论是配置到Tomcat还是Ngnix都需要后台人员的参与，甚至整个后台开发人员都知道私钥文件在哪，把私钥文件带走是so easy的事，即便这个私钥采用了p12格式进行了加密，但这个密码还是由后台开发人员掌握。当然，如果这个公司的所有事情都是老板亲自亲为，那就是另外一回事。

显然任何公司都不可能因为一个后台人员的离职，并由此产生潜在的私钥泄密风险而去重新申请SSL证书。一是解决不了根本问题； 二是费用的问题，三是总不能频繁发布公钥让吃瓜群众不停的更新。

回到题主的问题，如果客户端（客户端只有公钥）用公钥加密，私钥解密的话，显然受人为的因素，风险太大了。即便这个公司的老板很开明（也可是很糊涂），相信所有人都是可靠的，采用了公钥加密私钥解密，但也只是解决了单向传输的问题。

如果服务器向客户端发送数据，则需要私钥加密，公钥解密。那么真能用私钥加密么？

2、无论是openssl还是微软的CryptoAPI，都没有提供私钥的加密功能，而只是将私钥的加密功能限定在签名上，为什么不提供私钥加密API呢？
显然不是因为openssl做不到，也不是因为微软做不到。让私钥不提供加密接口是出于安全的目的，也就是要保护私钥。如果私钥频繁用于数据加密，公钥在解密的过程中很有可能会破解私钥，从而导致私钥泄漏。如果把私钥加密只是应用到签名上，也就是身份认证，则会大大降低由于私钥加密频繁导致的泄密风险，毕竟签名一次就够了。

当然openssl是开源的，你可以改造一下提供私钥加密的接口。

在SSL(TLS)中，RSA只是用于身份认证，即解决信任问题，确保你访问的网站是淘宝，而不是高仿的“陶宝”，让你在淘宝上买的是康师傅，而不是康帅傅而已。

最后总结一下，稍微说下openssl。
实际上openssl是对传输安全策略的设计，是一种思想，这种思想就是让安全策略尽可能的摆脱对人的信任依赖，在openssl中加密只是安全策略的一部分。基于这种思想来保障安全的数据传输，显然单靠RSA无法解决这个问题，openssl中采用的是组合方式，也就是加密套件，比如如下套件：TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA。

TLS：表示协议；

RSA：表示数据加密秘钥的加密算法（比较拗口）和身份认证的算法；

AES_128_CBC：表示对称加密算法，这个是数据加密的真正算法；

SHA：表示mac校验的算法，也用于PRF产生的算法；

因此，数据加密的秘钥保护是核心，数据秘钥的产生要随机，要能即兴发挥的临时产生。
比如通过随机数产生PreMasterKey，算法可以复杂点，通信双方各自贡献PreMasterKey的参数，最后客户端对PreMasterKey进行RSA加密后传输给服务器，服务器解密后，根据规则产生真正的加密Master Key，这个MasterKey就是对称加密的秘钥。

即便如此，由于RSA参与了数据秘钥的加密过程，因此也会导致因私钥泄漏产生的不安全（正如上面所说，私钥文件要依赖人的安全），也就是说最好连非对称加密的秘钥对也能临时产生并用户动态交换，ECDHE就产生了。比如套件：TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256

这里的RSA仅仅是作为身份认证（即证明网站是可信的，确实是淘宝网站），RSA将不再对PreMaterKey进行加密，该值的产生有ECDHE算法负责，这样进一步减少了对人的依赖。因为一旦网站的数据被抓包留存，理论上就存在PreMasterKey被解密的可能，从而导致MasterKey的泄漏，以至于整个通信数据都不安全。

说的太多了，超出问题的范畴，就此打住。。。。。

附：我自己封装过TLS客户端通信，并用于自己的邮箱程序，见下文。

一只会铲史的猫：我的箱客户端程序Popmail，以及巴拉巴拉。。。

这是我封装的SSLite.dll，里面有如何使用该库进行HTTP网页的下载源码：

基于SSL(TLS)的HTTPS网页下载-网络安全文档类资源-CSDN下载
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如果CSDN需要积分下载的话，也可以从这下载：

基于SSL(TLS)的HTTPS网页下载