揭秘HTTPS连接之TLS1.2协定

2024-01-20 02:41:18

HTTPS之TLS1.2连接过程（三）

网络世界的传输层安全协议TLS 1.2，是以TLS扩展记录协议（record protocol）为基础的网络安全协议。它通过在网络传输中使用加密技术，确保数据在传输过程中免受窃听、篡改或伪造。在这第三篇的文章中，我们将继续深入探讨HTTPS之TLS 1.2连接过程，重点关注握手协议的协商过程、密钥交换和证书验证。

三、协商握手

客户端和服务器在建立连接时，需要协商双方支持的加密算法和哈希函数，以确保通信双方能够安全地交换信息。协商握手协议通常包括以下步骤：

客户机问候(Client Hello) ：客户端向服务器发送一个客户端问候消息，其中包含以下信息：
- 协议版本：客户端支持的最高TLS版本
- 随机数：一个随机生成的字节序列，用于生成会话密钥
- 加密套件：客户端支持的加密算法和哈希函数的列表
- 压缩方法：客户端支持的压缩方法列表
服务器问候(Server Hello) ：服务器向客户端发送一个服务器问候消息，其中包含以下信息：
- 协议版本：服务器选择的最高TLS版本
- 随机数：一个随机生成的字节序列，用于生成会话密钥
- 加密套件：服务器选择的加密算法和哈希函数
- 压缩方法：服务器选择的压缩方法
证书(Certificate) ：服务器向客户端发送其证书。证书包含服务器的公钥、签发证书的证书颁发机构(CA)的名称、证书的有效期等信息。
证书请求(Certificate Request) ：如果服务器需要客户端提供证书，则会向客户端发送一个证书请求消息。证书请求消息包含以下信息：
- 签名算法：服务器支持的签名算法列表
- 加密算法：服务器支持的加密算法列表
客户机证书(Client Certificate) ：如果客户端拥有证书，则会向服务器发送其证书。
服务器密钥交换(Server Key Exchange) ：服务器向客户端发送其公钥。
客户机密钥交换(Client Key Exchange) ：客户端使用服务器的公钥加密一个随机数，并向服务器发送加密后的随机数。
更改密码规范(Change Cipher Spec) ：客户端和服务器互相发送一个更改密码规范消息，以指示接下来将使用协商好的加密算法和哈希函数。
完成(Finished) ：客户端和服务器互相发送一个完成消息，以确认握手协议的成功完成。

至此，客户端和服务器完成了握手协议的协商，并建立了一个安全连接。

四、密钥交换

在握手协议的协商过程中，客户端和服务器会交换密钥。密钥交换的目的是为了生成一个双方共享的会话密钥，该会话密钥将用于加密和解密通信数据。在TLS 1.2中，常用的密钥交换算法包括：

RSA密钥交换 ：RSA密钥交换算法是一种非对称加密算法，使用一对公钥和私钥进行加密和解密。服务器将公钥发送给客户端，客户端使用公钥加密一个随机数，并向服务器发送加密后的随机数。服务器使用私钥解密随机数，并生成一个会话密钥。
DH密钥交换 ：DH密钥交换算法是一种非对称加密算法，使用一对公钥和私钥进行加密和解密。客户端和服务器各自生成一对公钥和私钥，然后互相交换公钥。客户端使用服务器的公钥加密一个随机数，并向服务器发送加密后的随机数。服务器使用自己的私钥解密随机数，并生成一个会话密钥。客户端也使用自己的私钥解密服务器的公钥加密的随机数，并生成相同的会话密钥。
ECDHE密钥交换 ：ECDHE密钥交换算法是一种非对称加密算法，使用椭圆曲线密码学(ECC)进行加密和解密。ECDHE密钥交换算法与DH密钥交换算法类似，但使用ECC而不是RSA进行加密和解密。