SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层: SSL记录协议(SSL Record Protocol):它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议(SSL Handshake Protocol):它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前,通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。 SSL协议提供的服务主要有:
1、认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器; 2、加密数据以防止数据中途被窃取;
3、维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。 SSL的工作流程:
Server端:
1、客户端向服务器发送一个开始信息“Hello”以便开始一个新的会话连接; 2、服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥,如需要则服务器在响应客户的“Hello”信息时将包含生成主密钥所需的信息;
3、客户根据收到的服务器响应信息,产生一个主密钥,并用服务器的公开密钥加密后传给服务器;
4、服务器恢复该主密钥,并返回给客户一个用主密钥认证的信息,以此让客户认证服务器。
Client端:在此之前,服务器已经通过了客户认证,这一阶段主要完成对客户的认证。
经认证的服务器发送一个提问给客户,客户则返回(数字)签名后的提问和其公开密钥,从而向服务器提供认证。
Client Server
ClientHello -------->
ServerHello Certificate*
ServerKeyExchange* CertificateRequest* <-------- ServerHelloDone Certificate*
ClientKeyExchange CertificateVerify* [ChangeCipherSpec]
Finished -------->
[ChangeCipherSpec] <-------- Finished Application Data <-------> Application Data
SSL握手协议:SSL 协议既用到了公钥加密技术又用到了对称加密技术,对称加密技术虽然比公钥加密技术的速度快,可是公钥加密技术提供了更好的身份认证技术。SSL 的握手
协议非常有效的让客户和服务器之间完成相互之间的身份认证,其主要过程如下:
1、客户端的浏览器向服务器传送客户端 SSL 协议的版本号,加密算法的种类,产生
的随机数,以及其他服务器和客户端之间通讯所需要的各种信息。
2、服务器向客户端传送 SSL 协议的版本号,加密算法的种类,随机数以及其他相关
信息,同时服务器还将向客户端传送自己的证书。
3、客户利用服务器传过来的信息验证服务器的合法性,服务器的合法性包括:证书是
否过期,发行服务器证书的 CA 是否可靠,发行者证书的公钥能否正确解开服务器证书的“发行者的数字签名”,服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配。如果合法性验证没有通过,通讯将断开;如果合法性验证通过,将继续进行第四步。
4、用户端随机产生一个用于后面通讯的“对称密码”,然后用服务器的公钥(服务器
的公钥从步骤2中的服务器的证书中获得)对其加密,然后将加密后的“预主密码”传给服务器。
5、如果服务器要求客户的身份认证(在握手过程中为可选),用户可以建立一个随机
数然后对其进行数据签名,将这个含有签名的随机数和客户自己的证书以及加密过的“预主密码”一起传给服务器。
6、如果服务器要求客户的身份认证,服务器必须检验客户证书和签名随机数的合法
性,具体的合法性验证过程包括:客户的证书使用日期是否有效,为客户提供证书的CA 是否可靠,发行CA 的公钥能否正确解开客户证书的发行 CA 的数字签名,检查客户的证书是否在证书废止列表(CRL)中。检验如果没有通过,通讯立刻中断;如果验证通过,服务器将用自己的私钥解开加密的“预主密码”,然后执行一系列步骤来产生主通讯密码(客户端也将通过同样的方法产生相同的主通讯密码)。
7、服务器和客户端用相同的主密码即“通话密码”,一个对称密钥用于 SSL 协议的
安全数据通讯的加解密通讯。同时在 SSL 通讯过程中还要完成数据通讯的完整性,防止数据通讯中的任何变化。
8、客户端向服务器端发出信息,指明后面的数据通讯将使用的步骤7中的主密码为
对称密钥,同时通知服务器客户端的握手过程结束。
9、服务器向客户端发出信息,指明后面的数据通讯将使用的步骤7中的主密码为对
称密钥,同时通知客户端服务器端的握手过程结束。
10、SSL 的握手部分结束,SSL 安全通道的数据通讯开始,客户和服务器开始使用相
同的对称密钥进行数据通讯,同时进行通讯完整性的检验。
SSL双向认证过程:
1、浏览器发送一个连接请求给安全服务器。 2、服务器将自己的证书,以及同证书相关的信息发送给客户浏览器。 3、客户浏览器检查服务器送过来的证书是否是由自己信赖的 CA 中心所签发的。如果
是,就继续执行协议;如果不是,客户浏览器就给客户一个警告消息:警告客户这个证书不是可以信赖的,询问客户是否需要继续。 4、接着客户浏览器比较证书里的消息,例如域名和公钥,与服务器刚刚发送的相关消
息是否一致,如果是一致的,客户浏览器认可这个服务器的合法身份。 5、服务器要求客户发送客户自己的证书。收到后,服务器验证客户的证书,如果没有
通过验证,拒绝连接;如果通过验证,服务器获得用户的公钥。 6、客户浏览器告诉服务器自己所能够支持的通讯对称密码方案。
7、服务器从客户发送过来的密码方案中,选择一种加密程度最高的密码方案,用客户
的公钥加过密后通知浏览器。
8、浏览器针对这个密码方案,选择一个通话密钥,接着用服务器的公钥加过密后发送
给服务器。
9、服务器接收到浏览器送过来的消息,用自己的私钥解密,获得通话密钥。 10、服务器、浏览器接下来的通讯都是用对称密码方案,对称密钥是加过密的。
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