https://yrunz.com/tags/%E5%AE%89%E5%85%A8/ Recent content in 安全 on 元闰子的邀请 Hugo -- gohugo.io en-us Sat, 05 Mar 2022 00:00:00 +0000 https://yrunz.com/p/%E5%81%87%E5%A6%82%E8%AE%A9%E4%BD%A0%E6%9D%A5%E8%AE%BE%E8%AE%A1ssl/tls%E5%8D%8F%E8%AE%AE/ Sat, 05 Mar 2022 00:00:00 +0000 https://yrunz.com/p/%E5%81%87%E5%A6%82%E8%AE%A9%E4%BD%A0%E6%9D%A5%E8%AE%BE%E8%AE%A1ssl/tls%E5%8D%8F%E8%AE%AE/ 前言 说起网络通信协议，相信大家对 TCP 和 HTTP 都很熟悉，它们可以说是当今互联网通信的基石。但是，在网络安全方面，它们却是有着很大安全风险： 窃听风险。第三方攻击者可以随意窃听通信内容，比如获取支付账号密码。 冒充风险。第三方攻击者可以冒充他人身份与你通信，比如冒充银行网站以窃取银行账号密码。 篡改风险。第三方攻击者可以随意修改通信内容，比如在响应上加入钓鱼网址。 为此，SSL/TLS 协议应运而生。SSL/TLS 是建立在传输层之上、应用层之下的安全通信协议，它主要的设计意图就是消除上述几种安全风险，保证网络通信安全。我们熟知的 HTTPS 就是 HTTP + SSL/TLS 构建的，可以说 SSL/TLS 是当今互联网安全通信的基石。 那么，现在假如让你来设计 SSL/TLS 协议，你会怎么设计呢？ 本文将从设计者的视角介绍如何一步步设计出一个简易版的 SSL/TLS 的过程，在文章的最后，再简单介绍 TLS 1.2 版本的工作机制，以此帮助大家对 SSL/TLS 协议的基本原理有一个更深入的理解。 基于对称加密算法的数据加密 窃听风险主要是因为通信双方在网络上明文传输数据，导致攻击者可以通过简单网络抓包就能获取到通信的内容。 要解决窃听风险，就最好的方法就是对数据进行加密。也即客户端在把数据发送出去之前，先对数据进行加密；服务端收到密文之后，再进行解密还原数据。这样就能避免在网络上传播明文，从而可以防止第三方攻击者的窃听。 提到加密算法，很多人首先会想到对称加密算法，它以简单和高效著称。对称加密指的是加密和解密都使用同一份密钥，常见的算法有 DES、AES 等。 现在，我们试着使用对称加密算法来实现安全通信： 使用对称密钥加密的前提是，通信双方都必须用同一份密钥来对数据进行加密。主要有线下和线上密钥交换两种方案可以达到该目的： 线下密钥交换，也即通信双方线下约定好当面交换密钥（比如通过U盘作为媒介）。该方案可以保证密钥交换的安全性，但是很难推广使用。因为在绝大多数场景中，客户端和服务端都不可能碰面。 线上密钥交换，也即通过网络来传输密钥。但在网络明文传输密钥同样也会被攻击者拦截，这样的加密也没有意义了。 因此，单纯的对称加密并不能满足通信安全的要求，我们还要继续优化…… 基于非对称加密算法的数据加密 非对称加密算法指的是加密和解密使用不同的密钥，这两个不同的密钥组成一个密钥对，也即公钥和私钥。公钥是公开的密钥，所有人都能获取到；私钥则是保密的。当我们使用公钥对数据进行加密后，只有对应的私钥才能完成解密。常见的非对称加密算法有 RSA、ECC 等。 现在，我们试着使用非对称加密算法来实现安全通信： 通过非对称加密算法，我们既能实现对数据的加密，又能解决密钥交换的问题，从而消除了窃听风险。但是，非对称加密算法最大的缺点，就是加解密速度很慢，相比于对称加密算法要慢1000多倍。因此，非对称加密算法通常只适用于对少量数据的加密。 到目前为止，单纯地使用对称加密算法或非对称加密算法都无法满足要求，还需要继续优化…… 基于对称加密+非对称加密算法的数据加密 既然对称加密算法加解密速度快，但存在密钥交换的问题；而非对称加密算法可以解决密钥交换问题，但加解密速度慢。那么我们可以把两种算法结合起来，也即通过对称加密算法进行数据加密，在交换对称密钥时，使用非对称加密算法来加密对称密钥，确保密钥在网络传输过程中不会被攻击者窃听。 现在，我们试着使用对称加密+非对称加密算法来实现安全通信： 使用对称加密+非对称加密算法的方案，我们消除了窃听风险，也不会存在加解密性能问题，但是还是无法消除冒充风险。 考虑如下场景： 攻击者把服务端的公钥拦截，并保存下来。 攻击者伪造成服务端，把自己的公钥发送给客户端。 攻击者拦截使用非法公钥加密后的对称密钥，解密后得到对称密钥明文，并保存下来 攻击者使用服务端公钥重新加密对称密钥，伪造成客户端发送给服务端。 这番操作后，攻击者就能在客户端和服务端都不知情的情况下，得到了对称密钥。在这种场景下，攻击者从被动攻击的窃听，转为主动攻击的冒充，让客户端和服务端都误以为一直在跟对方通信。 因此，我们需要找到一种方法，让客户端能够确保自己收到的公钥，一定是真实的服务端发送过来的，也即能够认证“服务端”的真实身份…… 基于CA证书的身份认证 数字证书概述 引用百度百科的定义：