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iOS安全之SSL协议

iOS安全之SSL协议

作者: comst | 来源:发表于2016-03-27 08:52 被阅读299次

iOS安全之SSL协议

作用

不使用SSL/TLS的HTTP通信,就是不加密的通信。所有信息明文传播,带来了三大风险。
(1) 窃听风险(eavesdropping):第三方可以获知通信内容。
(2) 篡改风险(tampering):第三方可以修改通信内容。
(3) 冒充风险(pretending):第三方可以冒充他人身份参与通信。
SSL/TLS协议是为了解决这三大风险而设计的,希望达到:
(1) 所有信息都是加密传播,第三方无法窃听。
(2) 具有校验机制,一旦被篡改,通信双方会立刻发现。
(3) 配备身份证书,防止身份被冒充。
互联网是开放环境,通信双方都是未知身份,这为协议的设计带来了很大的难度。而且,协议还必须能够经受所有匪夷所思的攻击,这使得SSL/TLS协议变得异常复杂。

基本的运行过程

SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法,也就是说,客户端先向服务器端索要公钥,然后用公钥加密信息,服务器收到密文后,用自己的私钥解密。
这里有两个问题。
(1)如何保证公钥不被篡改?
解决方法:将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的,公钥就是可信的。
(2)公钥加密计算量太大,如何减少耗用的时间?
解决方法:每一次对话(session),客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"(session key),用它来加密信息。由于"对话密钥"是对称加密,所以运算速度非常快,而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身,这样就减少了加密运算的消耗时间。
因此,SSL/TLS协议的基本过程是这样的:
(1)客户端向服务器端索要并验证公钥。
(2)双方协商生成"对话密钥"。
(3)双方采用"对话密钥"进行加密通信。
上面过程的前两步,又称为"握手阶段"(handshake)。

握手阶段的详细过程
  1. 客户端(通常是浏览器)先向服务器发出加密通信的请求,这被叫做ClientHello请求。在这一步,客户端主要向服务器提供以下信息。
    (1) 支持的协议版本,比如TLS 1.0版。
    (2) 一个客户端生成的随机数,稍后用于生成"对话密钥"。
    (3) 支持的加密方法,比如RSA公钥加密。
    (4) 支持的压缩方法。
  2. 服务器回应(SeverHello)。
    服务器收到客户端请求后,向客户端发出回应,这叫做SeverHello。服务器的回应包含以下内容。
    确认使用的加密通信协议版本,比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的
    版本不一致,服务器关闭加密通信。
    (1) 确认使用的加密通信协议版本,比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致,服务器关闭加密通信。
    (2)一个服务器生成的随机数,稍后用于生成"对话密钥"。
    (3) 确认使用的加密方法,比如RSA公钥加密。
    (4)服务器证书。
  3. 客户端回应。
    客户端收到服务器回应以后,首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期,就会向访问者显示一个警告,由其选择是否还要继续通信。
    如果证书没有问题,客户端就会从证书中取出服务器的公钥。然后,向服务器发送下面三项信息。
    (1) 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密,防止被窃听。
    (2) 编码改变通知,表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
    (3) 客户端握手结束通知,表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用来供服务器校验。
    上面第一项的随机数,是整个握手阶段出现的第三个随机数,又称"pre-master key"。有了它以后,客户端和服务器就同时有了三个随机数,接着双方就用事先商定的加密方法,各自生成本次会话所用的同一把"会话密钥"。
  4. 服务器的最后回应。
    服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key之后,计算生成本次会话所用的"会话密钥"。然后,向客户端最后发送下面信息。
    (1) 编码改变通知,表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
    (2) 服务器握手结束通知,表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用来供客户端校验。
    至此,整个握手阶段全部结束。接下来,客户端与服务器进入加密通信,就完全是使用普通的HTTP协议,只不过用"会话密钥"加密内容。

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