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浅谈httpsssl数字证书7z

2018-10-26 14:04:41

在互联安全通信方式上,目前用的多的就是https配合ssl和数字证书来保证传输和认证安全了。本文追本溯源围绕这个模式谈一谈。

名词解释

首先解释一下上面的几个名词:

https:在http(超文本传输协议)基础上提出的一种安全的http协议,因此可以称为安全的超文本传输协议。http协议直接放置在TCP协议之上,而https提出在http和TCP中间加上一层加密层。从发送端看,这一层负责把http的内容加密后送到下层的TCP,从接收方看,这一层负责将TCP送来的数据解密还原成http的内容。

SSL(Secure Socket Layer):是Netscape公司设计的主要用于WEB的安全传输协议。从名字就可以看出它在https协议栈中负责实现上面提到的加密层。因此,一个https协议栈大致是这样的:

数字证书:一种文件的名称,好比一个机构或人的签名,能够证明这个机构或人的真实性。其中包含的信息,用于实现上述功能。

加密和认证:加密是指通信双方为了防止铭感信息在信道上被第三方窃听而泄漏,将明文通过加密变成密文,如果第三方无法解密的话,就算他获得密文也无能为力;认证是指通信双方为了确认对方是值得信任的消息发送或接受方,而不是使用假身份的骗子,采取的确认身份的方式。只有同时进行了加密和认真才能保证通信的安全,因此在SSL通信协议中这两者都被应。

因此,这三者的关系已经十分清楚了:https依赖一种实现方式,目前通用的是SSL,数字证书是支持这种安全通信的文件。另外有SSL衍生出TLS和WTLS,前者是IEFT将SSL标准化之后产生的(TSL1.0),与SSL差别很小,后者是用于无线环境下的TSL。

如何加密

SSL的加密过程

需要注意的是非对称加解密算法的效率要比对称加解密要低的多。所以SSL在握手过程中使用非对称密码算法来协商密钥,实际使用对称加解密的方法对http内容加密传输。

下面是对这一过程的形象的比喻:

假设A与B通信,A是SSL客户端,B是SSL服务器端,加密后的消息放在方括号[]里,以突出明文消息的区别。双方的处理动作的说明用圆括号()括起。

A:我想和你安全的通话,我这里的对称加密算法有DES,RC5,密钥交换算法有RSA和DH,摘要算法有MD5和SHA。

B:我们用DES-RSA-SHA这对组合好了。

这是我的证书,里面有我的名字和公钥,你拿去验证一下我的身份(把证书发给A)。

A:(查看证书上B的名字是否无误,并通过手头早已有的数字的证书验证了B的证书的真实性,如果其中一项有误,发出警告并断开连接,这一步保证了B的公钥的真实性)

(产生一份秘密消息,这份秘密消息处理后将用作对称加密密钥,加密初始化向量和hmac的密钥。将这份秘密消息-协议中称为per_master_secret-用B的公钥加密,封装成称作ClientKeyExchange的消息。由于用了B的公钥,保证了第三方无法窃听)

我生成了一份秘密消息,并用你的公钥加密了,给你(把ClientKeyExchange发给B)

注意,下面我就要用加密的办法给你发消息了!

(将秘密消息进行处理,生成加密密钥,加密初始化向量和hmac的密钥)

[我说完了]

B:(用自己的私钥将ClientKeyExchange中的秘密消息解密出来,然后将秘密消息进行处理,生成加密密钥,加密初始化向量和hmac的密钥,这时双方已经安全的协商出一套加密办法了)

注意,我也要开始用加密的办法给你发消息了!

[我说完了]

A: [我的秘密是...]

B: [其它人不会听到的...]

从上面的过程可以看到,SSL协议是如何用非对称密码算法来协商密钥,并使用密钥加密明文并传输的。还有以下几点补充:

1.B使用数字证书把自己的公钥和其他信息包装起来发送A,A验证B的身份,下面会谈到A是如何验证的。

2.A生成了了加密密钥、加密初始化向量和hmac密钥是双方用来将明文摘要和加密的。加密初始化向量和hmac密钥首先被用来对明文摘要(防止明文被篡改),然后这个摘要和明文放在一起用加密密钥加密后传输。

3.由于只有B有私钥,所以只有B可以解密ClientKeyExchange消息,并获得之后的通信密钥。

4.事实上,上述过程B没有验证A的身份,如果需要的话,SSL也是支持的,此时A也需要提供自己的证书,这里就不展开了。在设置IIS的SSL Require的时候,通常默认都是igore client certification的。

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