TLS连接

Posted 2022-10-28 vector6_

TLS连接

在TCP三次握手后，TLS握手要经历2个RTT:

客户端：

​ Client Hello

​ - 随机数C，客户端的TLS版本号，密码套件列表，扩展列表

服务器：

​ Server Hello

​ - 随机数S，确认TLS版本号和使用的密码套件（ECDHE）

​ - 服务器使用的证书（Server Certificate）

​ - Server Key Exchange 密钥交换算法参数(ECDHE)，签名认证

第二个RTT：

客户端：

​ - Client Key Exchange 密钥交换算法参数(ECDHE)

​ - Change Cipher Spec 之后改用会话密钥加密通信

​ - Finished 所有握手数据的摘要

​ - GET/HTTP/1.1 加密的HTTP消息

服务器：

​ - Change Cipher Spec 之后使用会话密钥加密通信

​ - Finished 所有握手数据的摘要

​ - HTTP/1.1 200 OK 加密的HTTP消息

在 TCP 建立连接之后，浏览器会首先发一个“Client Hello”消息，里面有客户端的版本号、支持的密码套件，还有一个随机数，用于后续生成会话密钥。

服务器收到“Client Hello”后，会返回一个“Server Hello”消息。把版本号对一下，也给出一个随机数，然后从客户端的列表里选一个作为本次通信使用的密码套件。然后，服务器为了证明自己的身份，就把证书也发给了客户端（Server Certificate）。接下来，在证书后发送“Server Key Exchange”消息，里面是椭圆曲线的公钥（Server Params），用来实现密钥交换算法，再加上自己的私钥签名认证。

客户端拿到服务器的证书后，开始走证书链逐级验证，确认证书的真实性，再用证书公钥验证签名，就确认了服务器的身份。然后，客户端按照密码套件的要求，也生成一个椭圆曲线的公钥（Client Params），用“Client Key Exchange”消息发给服务器。

现在客户端和服务器手里有了三个随机数：Client Random、Server Random 和 Pre-Master。用这三个作为原始材料，就可以生成用于加密会话的主密钥，叫“Master Secret”。

主密钥有 48 字节，但它也不是最终用于通信的会话密钥，还会再用 PRF 扩展出更多的密钥，比如客户端发送用的会话密钥（client_write_key）、服务器发送用的会话密钥（server_write_key）等等，避免只用一个密钥带来的安全隐患。

有了主密钥和派生的会话密钥，客户端发一个“Change Cipher Spec”，然后再发一个“Finished”消息，把之前所有发送的数据做个摘要，再加密一下，让服务器做验证。

服务器也是同样的操作，发“Change Cipher Spec”和“Finished”消息，双方都验证加密解密 OK，握手正式结束，后面就收发被加密的 HTTP 请求和响应了。