147
правок
Изменения
SSL/TLS
,→SSL 1.0, 2.0, 3.0 и TLS
== Протоколы SSL и TLS ==
'''SSL (Secure Sockets Layer)''' и '''TLS (Transport Level Security)''' {{---}} криптографические протоколы, обеспечивающие защищенную передачу данных в компьютерной сети. Они широко используются в веб-браузерах, а также при работе с электронной почтой, обмене мгновенными сообщениями и в IP-телефонии.
Соединение, защищенное протоколом TLS, обладает одним или несколькими следующими свойствами:
* ''Безопасность'': симметричное шифрование защищает передаваемую информацию от прочтения посторонними лицами.
* ''Аутентификация'': "личность" участника соединения можно проверить с помощью асимметричного шифрования.
* ''Целостность'': каждое сообщение содержит код ('''Message Authentication Code, MAC'''), с помощью которого можно проверить, что данные не были изменены или потеряны в процессе передачи.
Так как большинство протоколов связи могут быть использованы как с TLS/SSL, так и без него, при установке соединения необходимо явно указать серверу, хочет ли клиент устанавливать TLS. Один способ добиться этого {{---}} использовать порт, по которому соединение всегда устанавливается с использованием TLS (например, 443 для HTTPS). Другой способ {{---}} использовать специальную команду серверу от клиента переключить соединение на TLS (например, STARTTLS для протоколов электронной почты).
== История SSL ==
'''SSL''' изначально разработан компанией [https://en.wikipedia.org/wiki/Netscape Netscape] для добавления протокола [https://en.wikipedia.org/wiki/HTTPS - HTTPS] в свой веб-браузер [https://en.wikipedia.org/wiki/Netscape_Navigator Netscape Navigator], потому что компания считала, что безопасное соединение между клиентом и сервером в первую очередь послужит успехом развитию Интернета как инструмента бизнеса. Из-за невозможности гарантировать безопасность сети, через которую передается информация наилучшим способом защитить ее было выбрано шифрование и дешифрование на концах устанавливаемого соединения соответственно. ''Netscape'' могли бы встроить этот подход напрямую в свой браузер, но это бы не предоставило единого решения, которое другие приложения могли бы использовать. Требовалось получить более общный, независимый от приложения подход. В итоге, ''Netscape'' разработал протокол ''SSL'' работающий поверх ''TCP'', а также предоставляющий ''TCP''-подобный интерфейс для приложений более высокого уровня. В теории, одним из преимуществ SSL для разработчиков являлась возможность заменить все традиционные ''TCP'' вызовы на новые ''SSL'' вызовы. Специфические детали того, как ''SSL'' шифрует и дешифрует данные были относительно прозрачны.
== Устройство протокола SSL ==
== Хэширование ==
Хеш-значение является идентификатором сообщения, его размер меньше размера оригинального сообщения. Самыми известными хеш-алгоритмами являются [https://en.wikipedia.org/wiki/MD5 MD5] (Message Digest 5), который создает 128-битное хеш-значение, [https://en.wikipedia.org/wiki/SHA-1 SHA-1] (Standard Hash Algorithm), создающий 160-битное хеш-значение, [https://en.wikipedia.org/wiki/SHA-2 SHA-2 ] и [https://en.wikipedia.org/wiki/SHA-3 SHA-3]. Результат работы алгоритма хеширования — значение, которое используется для проверки целостности передачи данных.
== Шифрование ==
Существует два основных способа шифрования данных: ''симметричный ключ '' (общий секретный ключ) и ''асимметричный ключ '' (открытый ключ).
=== Открытый ключ ===
[[Файл:ssl_public-key_encryption.png|center|Шифрование открытым ключом]]
Суть асимметричного шифрования заключается в том, что используется пара ключей. Один из них используется в качестве открытого (как правило, он публикуется в самом сертификате владельца), второй ключ называется секретным — он держится в тайне и никогда никому не открывается. Оба ключа работают в паре: один используется для запуска противоположных функций другого ключа. Если открытый ключ используется для того, чтобы зашифровать данные, то расшифровать их можно только секретным ключом и наоборот. Такая взаимосвязь позволяет делать две важные вещи.
Любой пользователь может получить открытый ключ по назначению и использовать его для шифрования данных, расшифровать которые может только пользователь, владеющий секретным ключом. (Алгоритм RSA) Если заголовок шифрует данные, используя свой секретный ключ, каждый может расшифровать данные, используя соответствующий открытый ключ. Именно это является основой для цифровых подписей. (Алгоритм DSA) '''RSA ''' — самый распространенный алгоритм шифрования с использованием асимметричных ключей.
=== Секретный ключ ===
[[Файл:ssl_secret-key_encryption.png|center|Шифрование симметричным ключом]]
При шифровании секретным ключом используется один и тот же ключ для шифрованных данных. Если стороны хотят обменяться зашифрованными сообщениями в безопасном режиме, то у обеих сторон должны быть одинаковые симметричные ключи. Такой тип шифрования используется для большого объёма данных. Обычно используются алгоритмы [https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard DES], 3-DES, RC2, [https://en.wikipedia.org/wiki/RC4 RC4] и [https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard AES].
=== Комбинированный подход ===
Алгоритмы симметричного шифрования часто включают установленное число добавок и сдвигов. Такие алгоритмы часто используют ключ для помощи при битовых манипуляциях или для того, чтобы шифруемые данные стали более случайными. Другими словами, при увеличении размера секретного ключа может увеличиться случайность шифруемых данных, но не обязательно возрастет сложность вычислений при расшифровке.
Однако, шифрование открытым ключом использует ключ как экспоненту, поэтому значительное увеличения ключа сильно увеличивает количество вычислений, требуемых для шифрования / дешифрования данных. Таким образом хотя алгоритмы шифрования открытым ключом не сталкиваются с проблемой распределения, с которой сталкиваются алгоритмы шифрования секретным ключом, они требует значительно больше вычислительной мощности. Для использования сильных сторон обоих типов алгоритмов протоколы безопасности обычно используют шифрование открытым ключом для передачи секретных ключей. Как только секретный ключ доставлен начинается передача данных с использованием симметричного шифрования. Существует еще один подход, использующий открытый ключ как соглашение, а не как способ доставки секретного ключа другим. Обе стороны обмениваются публичными ключами и независимо генерируют секретный ключ. Самой распространенной формой такого соглашения является [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BB_%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B8_%E2%80%94_%D0%A5%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0 протокол Диффи-Хеллмана]. Хотя SSL поддерживает протокол Диффи-Хеллмана, большинство SSL транзакций не используют его. Вместо него используется алгоритм [https://en.wikipedia.org/wiki/RSA_(cryptosystem) RSA], который решает проблему распределения секретных ключей.
== Аутентификация и обмен ключами ==
SSL поддерживает 3 типа аутентификации:
* аутентификация обеих сторон (клиент — сервер),* аутентификация сервера с неаутентифицированным клиентом,* полная анонимность. Обычно для аутентификации используются алгоритмы: ''RSA'', [https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Signature_Algorithm DSA], [https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_Curve_Digital_Signature_Algorithm ECDSA]. Если сервер аутентифицирован, то его сообщение о сертификации должно обеспечить верную сертификационную цепочку, ведущую к приемлемому центру сертификации. Проще говоря, аутентифицированный сервер должен предоставить допустимый сертификат клиенту. Каждая сторона отвечает за проверку того, что сертификат другой стороны ещё не истек и не был отменен. Всякий раз, когда сервер аутентифицируется, канал устойчив (безопасен) к попытке перехвата данных между веб-сервером и браузером, но полностью анонимная сессия по своей сути уязвима к такой атаке. Анонимный сервер не может аутентифицировать клиента. Главная цель процесса обмена ключами — это создание секрета клиента (''pre_master_secret''), известного только клиенту и серверу. Секрет (''pre_master_secret'') используется для создания общего секрета (''master_secret''). Общий секрет необходим для того, чтобы создать сообщение для проверки сертификата, ключей шифрования, секрета MAC (''message authentication code'') и сообщения ''«finished»''. Отсылая сообщение ''«finished»'', стороны указывают, что они знают верный секрет (''pre_master_secret'').
=== Анонимный обмен ключами ===
Полностью анонимная сессия может быть установлена при использовании алгоритма ''RSA '' или ''Диффи-Хеллмана '' для создания ключей обмена. В случае использования ''RSA '' клиент шифрует секрет (''pre_master_secret'') с помощью открытого ключа несертифицированного сервера. Открытый ключ клиент узнает из сообщения обмена ключами от сервера. Результат посылается в сообщении обмена ключами от клиента. Поскольку перехватчик не знает закрытого ключа сервера, то ему будет невозможно расшифровать секрет (pre_master_secret). При использовании алгоритма Диффи-Хеллмана открытые параметры сервера содержатся в сообщении обмена ключами от сервера, и клиенту посылают в сообщении обмена ключами. Перехватчик, который не знает приватных значений, не сможет найти секрет (''pre_master_secret'').
=== Аутентификация и обмен ключами при использовании RSA ===
В этом случае обмен ключами и аутентификация сервера может быть скомбинирована. Открытый ключ также может содержаться в сертификате сервера или может быть использован временный ключ ''RSA'', который посылается в сообщении обмена ключами от сервера. Когда используется временный ключ RSA, сообщения обмена подписываются server’s RSA или сертификат ''DSS''. Сигнатура содержит текущее значение сообщения ''Client_Hello.random'', таким образом, старые сигнатуры и старые временные ключи не могут повторяться. Сервер может использовать временный ключ RSA только однажды для создания сессии. После проверки сертификата сервера клиент шифрует секрет (''pre_master_secret'') при помощи открытого ключа сервера. После успешного декодирования секрета (''pre_master_secret'') создается сообщение ''«finished»'', тем самым сервер демонстрирует, что он знает частный ключ, соответствующий сертификату сервера. Когда RSA используется для обмена ключами, для аутентификации клиента используется сообщение проверки сертификата клиента. Клиент подписывается значением, вычисленным из master_secret и всех предшествующих сообщений протокола рукопожатия. Эти сообщения рукопожатия содержат сертификат сервера, который ставит в соответствие сигнатуре сервера сообщение ''Server_Hello.random'', которому ставит в соответствие сигнатуру текущему сообщению рукопожатия. === Аутентификация и обмен ключами при использовании Diffieпротокола Диффи-Hellman Хеллмана === В этом случае сервер может также поддерживать содержащий конкретные параметры алгоритм Диффи-Хеллмана или может использовать сообщения обмена ключами от сервера для посылки набора временных параметров, подписанных сертификатами DSS или RSA. Временные параметры хэшируются с сообщением ''hello.random '' перед подписанием для того, чтобы злоумышленник не смог совершить повтор старых параметров. В любом случае клиент может проверить сертификат или сигнатуру для уверенности, что параметры принадлежат серверу. Если клиент имеет сертификат, содержащий параметры ''алгоритма Diffie-Hellman'', то сертификат также содержит информацию, требующуюся для того, чтобы завершить обмен ключами. В этом случае клиент и сервер должны будут сгенерировать одинаковые Diffie-Hellman результаты (''pre_master_secret'') каждый раз, когда они устанавливают соединение. Для того, чтобы предотвратить хранение секрета (''pre_master_secret'') в памяти компьютера на время дольше, чем необходимо, секрет должен быть переведен в общий секрет (''master_secret'') настолько быстро, насколько это возможно. Параметры клиента должны быть совместимы с теми, которые поддерживает сервер для того, чтобы работал обмен ключами.
== Восстановление сессии ==
== SSL 1.0, 2.0, 3.0 и TLS ==
Версия 1.0 никогда не была обнародована. Версии 2.0 была выпущена в ''феврале 1995 года'', но содержала много недостатков по безопасности, которые привели к разработке SSL 3.0 версии.
==Механизм Принцип работы протоколаTLS ==
Протокол TLS делится на два слоя: '''TLS Record''' и '''TLS Handshake'''.
* Значение подписи сертификата
==Меры безопасности в TLS==
* Защита от downgrade-атаки {{---}} понижения версии протокола к предыдущей (менее защищённой) версии или менее надёжному алгоритму шифрования;
* Нумерация последовательных записей приложения и использование порядкового номера в коде аутентификации сообщения (MAC);