计网自顶向下 8.6 SSL
作者：互联网
8.6 使 TCP 连接安全：SSL
TCP 的强化版本通常被称 安全层套接字 SSL
SSL 版本 3 的一个稍加修改的版本被称为运输层安全性 TLS
网购中假如不采取安全措施
- 没有机密性
- 入侵者可获得银行卡信息
- 没有完整性
- 订单数量被修改
- 服务器鉴别
- 购物的网站是假冒的，金钱，或个人信息泄露
SSL 通过采用机密性、数据完整性、服务器鉴别和客户鉴别来强化 TCP，用来为发生在 HTTP 之上的事务提供安全性，又因为使 TCP 安全了，于是可以被应用于运行在 TCP 之上的任何应用程序
SSL技术位于应用层，但某些角度是运输层协议
8.6.1 宏观描述
简化 SSL，类 SSL，三个阶段，握手、密钥导出、数据传输
客户 B，服务器 A，A 有私钥/公钥对，和身份将公钥绑定的证书
1.握手
B行为
- 与 A 建立 TCP 连接
- 验证 A 是真实的 A
- 发送给 A 一个主密钥，B 和 A 使用该主密钥生成 SSL 会话所需的所有对称密码
注意：
一旦创建 TCP 连接，
- B 就向 A 发送hello报文，
- A 使用证书响应，证书中包含了 A 的公钥，
- 由于证书被某 CA 证实过，B 能确认公钥是 A，于是产生主密钥 MS ，使用 A 的公钥加密 MS 生成加密的主密钥 EMS 并向 A 发送 4
- A 使用私钥解密 EMS 得到 MS
2.密钥导出
MS 已经成为对称会话密钥，但是还会生成更多的密钥
- E(B)：B 发送到 A 的会话密钥
- M(B)：B 发送到 A 的 MAC 密钥
- E(A)：A 发送到 B 的会话密钥
- M(A)：A 发送到 B 的 MAC 密钥
3.数据传输
不在 TCP 会话结束时才验证所有数据的完整性，SSL 将数据流分割成记录，每个记录附加一个 MAC 用于完整性检查，加密 “记录 + MAC”
B 为了产生此 MAC，将数据和密钥 M(B) 放入散列函数中，再使用会话密钥 E(B) 加密，最后经 TCP 传输
当存在中间人，且具有在 A 和 B 之间发送的 TCP 报文段中插入、删除、代替报文段的能力，完整性仍会损坏
SSL使用以下方式解决
B 维护序号计数器，开始为 0 ，每发送一个 SSL 记录则 ++
在记录中并不包含序号，但计算 MAC 时会加入
MAC = (数据 + M(B) + 序号) 散列
A 跟踪 B 的序号，通过计算 MAC 的序号，验证记录的完整性
SSL 序号阻止了 重排序，重放报文段等中间人攻击
4. SSL 记录
前三个字段不加密
类型字段指出是握手报文还是包含应用数据的报文，也用于关闭 SSL 连接
长度字段提供接收方从 TCP 字节流提取 SSL 记录
8.6.2 更完整的描述
1. SSL 握手
SSL 没有强制使用某种特定的对称密钥算法、特定的公钥方式或特定的 MAC ，都在握手阶段在 SSL 会话开始时就密码算法取得一致，且发送不重数，用于 4 个会话密钥的生成
-
客户发送支持的密码算法列表，不重数
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服务器从密码算法列表选择对称算法、公钥算法、 MAC 算法，再将算法选择和服务器不重数返回给客户
-
客户验证证书，提取公钥，生成前主密钥 PMS，使用服务器公钥加密 PMS，加密后发送给服务器
-
使用相同的密钥导出函数，客户和服务器独立地从 PMS 和不重数计算出主密钥 MS，再切片生成两个密码和两个 MAC 密钥，此后，客户和服务器之间发送的所有报文都被加密和鉴别 （使用 MAC ）
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客户发送所有握手报文的一个 MAC
-
服务器发送所有握手报文的一个 MAC
5 和 6 使握手不会受篡改，例如在客户发送密码算法列表时中间人可以删除复杂算法，迫使使用简单算法，而在 5 中客户发送一个已经发送和接收的握手报文的 MAC，服务器则比较此 MAC 与已接收和已发送的握手报文的 MAC，不一致则终止连接，服务器同理，允许客户检查
1 和 2 发送不重数：
序号不足来防止报文段重放攻击
不使用不重数时，中间人知道 A 与 B 的所有通话，则可以模仿 B 发送同样的报文序列，由于没有不重数，密钥是相同的，则 A 会验证成功中间人的报文，再发送相同的序列报文响应
使用不重数，每个 TCP 会话都会有不同的不重数，加密密钥则不同，则中间人的重复报文将会失效
在 SSL 中，不重数用于防御“连接重放”，序号用于防御一个进行中的会话中重放个别分组
2.连接关闭
B 或 A 要终止会话，简单方法是直接终止底层的 TCP 连接来结束该 SSL 会话，即 B 向 A 发送一个 TCP FIN 报文
此时中间人可能会进行攻击，在一个进行的 SSL 会话中使用 TCP FIN 结束会话；此刻 A 会认为已经收到 B 的所有数据但实际没有
解决：
在类型字段中指出该记录是否用于终止该 SSL 会话，虽然 SSL 类型字段是明文的，但接收方会使用 MAC 对记录进行鉴别，于是 A 在真正关闭之前收到 TCP FIN ，则会发现错误
标签：报文,TCP,计网,SSL,MAC,自顶向下,密钥,重数 来源： https://www.cnblogs.com/zephxu/p/14883360.html