- Transport Layer Security
-
TLS (англ. Transport Layer Security) — криптографический протокол, обеспечивающий защищённую передачу данных между узлами в сети Интернет.
TLS-протокол основан на Netscape
TLS Working Group, основанная в 1996 году, продолжает работать над протоколом.
Содержание
Описание
TLS предоставляет возможности аутентификации и безопасной передачи данных через Интернет с использованием криптографических средств. Часто происходит лишь аутентификация сервера, в то время как клиент остается неаутентифицированным. Для взаимной аутентификации каждая из сторон должна поддерживать инфраструктуру открытого ключа (PKI), которая позволяет защитить клиент-серверные приложения от перехвата сообщений, редактирования существующих сообщений и создания поддельных.
SSL включает в себя три основных фазы:
- Диалог между сторонами, целью которого является выбор алгоритма шифрования
- Обмен ключами на основе криптосистем с открытым ключом или аутентификация на основе сертификатов.
- Передача данных, шифруемых при помощи симметричных алгоритмов шифрования
Алгоритм процедуры установления соединения по протоколу TLS handshake
Клиент и сервер, работающие по TLS, устанавливают соединение, используя процедуру handshake («рукопожатие»). В течение этого handshake, клиент и сервер принимают соглашение относительно параметров, используемых для установления защищенного соединения.
- Последовательность действий при установлении TLS соединения:
- клиент подключается к TLS — поддерживаемому серверу и запрашивает защищенное соединение;
- клиент предоставляет список поддерживаемых алгоритмов шифрования и хеш-функций;
- сервер выбирает из списка, предоставленного клиентом, наиболее устойчивые алгоритмы, которые также поддерживаются сервером, и сообщает о своем выборе клиенту;
- сервер отправляет клиенту цифровой сертификат для собственной идентификации. Обычно цифровой сертификат содержит имя сервера, имя доверенного центра сертификации и открытый ключ сервера;
- клиент может связаться с сервером доверенного центра сертификации и подтвердить аутентичность переданного сертификата до начала передачи данных;
- для того чтобы сгенерировать сеансовый ключ для защищенного соединения, клиент шифрует случайно сгенерированную цифровую последовательность открытым ключом сервера и посылает результат на сервер. Учитывая специфику алгоритма асимметричного шифрования, используемого для установления соединения, только сервер может расшифровать полученную последовательность, используя свой закрытый ключ;
Handshake в деталях
Согласно протоколу TLS приложения обмениваются записями, инкапсулирующими (хранящими внутри себя) информацию, которая должна быть передана. Каждая из записей может быть сжата, дополнена, зашифрована или идентифицирована MAC в зависимости от текущего состояния соединения (состояния протокола). Каждая запись в TLS содержит следующие поля: content type (определяет тип содержимого записи), поле, указывающее длину пакета, и поле, указывающее версию протокола TLS.
Когда соединение только устанавливается, взаимодействие идет по протоколу TLS handshake, content type которого 22.
Ниже описан простой пример установления соединения:
- Клиент посылает сообщение ClientHello, указывая наиболее последнюю версию поддерживаемого TLS протокола, случайное число и список поддерживаемых методов шифрования и сжатия, подходящих для работы с TLS.
- Сервер отвечает сообщением ServerHello, содержащим: выбранную сервером версию протокола, случайное число, посланное клиентом, подходящий алгоритм шифрования и сжатия из списка предоставленного клиентом.
- Сервер посылает сообщение Certificate, которое содержит цифровой сертификат сервера (в зависимости от алгоритма шифрования этот этап может быть пропущен)
- Сервер может запросить сертификат у клиента, в таком случае соединение будет взаимно аутентифицировано.
- Сервер отсылает сообщение ServerHelloDone, идентифицирующее окончание handshake.
- Клиент отвечает сообщением ClientKeyExchange, которое содержит PreMasterSecret открытый ключ, или ничего (опять же зависит от алгоритма шифрования).
- Клиент и сервер, используя PreMasterSecret ключ и случайно сгенерированные числа, вычисляют общий секретный ключ. Вся остальная информация о ключе будет получена из общего секретного ключа (и сгенерированных клиентом и сервером случайных значений).
- Клиент посылает ChangeCipherSpec сообщение, которое указывает на то, что вся последующая информация будет зашифрована установленным в процессе handshake алгоритмом, используя общий секретный ключ. Это сообщения уровня записей и поэтому имеет тип 20, а не 22.
- Клиент посылает сообщение Finished, которое содержит хеш и MAC (код аутентификации сообщения), сгенерированные на основе предыдущих сообщений handshake.
- Сервер пытается расшифровать Finished-сообщение клиента и проверить хеш и МАС. Если процесс расшифровки или проверки не удается, handshake считается неудавшимся и соединение должно быть оборвано.
- Сервер посылает ChangeCipherSpec и зашифрованное Finished сообщение и в свою очередь клиент тоже выполняет расшифровку и проверку.
С этого момента handshake считается завершенным, протокол установленным. Все последующее содержимое пакетов идет с типом 23, а все данные будут зашифрованы.
Алгоритмы, использующиеся в TLS
В данной текущей версии протокола доступны следующие алгоритмы:
- Для обмена ключами и проверки их подлинности применяются комбинации алгоритмов: Diffie-Hellman (безопасный обмен ключами),
- Для симметричного шифрования: RC4, DES, Triple DES или AES;
- Для хэш-функций: SHA.
Алгоритмы могут дополняться в зависимости от версии протокола.
См. также
- JSSE
Ссылки
Wikimedia Foundation. 2010.
