带你了解数仓安全测试的TLS协议

Posted 2021-10-18 华为云

摘要：SSL/TLS协议是业界常用的加密通信协议，通过该协议可以完成通信双方身份认证，会话密钥协商，通信内容加密和完整性保护。

本文分享自华为云社区《GaussDB(DWS)安全测试之TLS协议》，作者：ACBD 。

1. 协议安全机制

SSL/TLS协议是业界常用的加密通信协议，通过该协议可以完成通信双方身份认证，会话密钥协商，通信内容加密和完整性保护。SSL/TLS协议的算法套件包含4种算法：密钥交换、认证、加密、MAC算法。如TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256算法套件，DHE是密钥交换算法，RSA是认证算法，AES_128_CBC是对称加密算法，SHA256是做完整性保护的MAC算法。如果没有显示密钥交换算法和认证算法，那么这两者都是RSA算法，如：TLS _RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA。如果套件中的有一种算法不安全，那么就应该禁用该算法套件。

SSL/TLS协议体系结构

SSL/TLS协议实现的安全机制包括：

• 密钥配送的安全性：利用密钥协商算法来保障密钥本身的安全性。
• 数据传输的机密性：利用对称密钥算法对传输的数据进行加密。
• 身份验证机制：基于证书利用数字签名方法对服务器和客户端进行身份验证，其中客户端的身份验证是可选的。
• 消息完整性验证：消息传输过程中使用MAC算法来检验消息的完整性。

上述四个部分构成了SSL/TLS加密套件。

例如TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384，由协议名称TLS、密钥交换算法 KeyExchange(密钥协商)ECDHE、认证算法 Au (身份验证)RSA、对称加密算法 Enc (信息加密)AES_256_CBC和信息摘要 Mac(完整性校验)SHA384组成。

SSL/TLS协议组成

TLS/SSL的功能实现主要依赖于三类基本算法：非对称加密、对称加密和散列函数 Hash，其利用非对称加密实现身份认证和密钥协商，对称加密算法采用协商的密钥对数据加密，基于散列函数验证信息的完整性。

2. 测试关注点

• 协议版本
• SSL协议：SSL协议各版本均存在安全漏洞，因此禁止使用，包括0、2.0和3.0。
• TLS协议：禁止使用0、TLS1.1协议，荐使用TLS1.2或者TLS1.3。
• 密钥协商交换算法

在客户端和服务器开始交换TLS所保护的加密信息之前，他们必须安全地交换或协定加密密钥和加密数据时要使用的密码。DH/ECDH的密钥协商协议不能验证服务器或用户，易受中间人攻击因此不能使用，需要使用能提供前向保密能力的DHE/ECDHE算法，且禁止使用RSA作为密钥交换算法。

• 认证算法

目前主流的是RSA算法，需注意算法长度小于2048bits为不安全算法，推荐使用长度大于3072bits的安全算法。

• 加密算法

数据加密使用对称加密算法，常见的加密算法有 AES-CBC、3DES、AES-GCM等，注意使用安全的加密算法，对于已被认为不安全的算法应禁止使用。

分组加密场景，产品应优先选择GCM模式。TLS的算法套件的选择，是按照顺序从前到后逐个匹配的，需要把优选的套件放在前面，次选的放在后面。

• 完整性算法

为了避免网络中传输的数据被非法篡改，SSL/TLS利用基于MD5或SHA的MAC算法来保证消息的完整性。其中基于MD5的算法已被证明不安全，禁止使用，基于SHA的算法需使用安全的SHA3、SHA25或以上。

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