第六章_安全套接层协议SSL

规则A
信息保险箱
打开保险箱
SSL服务器证书工作原理介绍
第四步：进行安全通信
原文 原文
1、2、3
无意义文字
规则A
1、2、3
5、8、9
规则A
SSL当初并不是为支持电子商务而设计的，所以 在电子商务系统的应用中还存在很多弊端:

SSL是一个面向连接的协议，在涉及多方的电 子交易中，只能提供交易中客户与服务器间的 双方认证，而电子商务往往是客户、网站、银 行三家协作完成, SSL协议并不能协调各方间的 安全传输和信任关系； 购货时客户要输入通信地址，这样将可能使得 客户收到大量垃圾信件。


6.2 SSL握手协议(Handshake protocol)

主要用来让客户端及服务器确认彼此的身分。
为了保护SSL记录封包中传送的数据， Handshake协议还能协助双方选择连接时所会 使用的加密算法、MAC算法、及相关密钥。


在传送应用程序的数据前，必须使用 Handshake 协议来完成上述事项。
目前我国开发的电子支付系统，无论是中国 银行的长城卡电子支付系统，还是上海长途 电信局的网上支付系统，均没有采用SSL协 议，主要原因就是无法保证客户资金的安全 性。

6.1.4 SSL协议的分层结构

SSL的设计概念是希望使用TCP来提供一个可 靠的端对端的安全性服务。SSL并不是单一个 协议，而是由二层协议来组成

一个保证任何安装了安全套接字的客户 和服务器间事务安全的协议，它涉及所 有TCP/IP应用程序 IPSec SSL
SSL TCP IP/IPSec OS TCP IP
Lower layers
Lower layers

SSL协议可用于保护正常运行于TCP之上的任何 应用协议，如HTTP、FTP、SMTP或Telnet的通 信，最常见的是用SSL来保护HTTP的通信。
SSL协议的优点在于它是与应用层协议无关的。 高层的应用协议（如HTTP、FTP、Telnet等） 能透明地建立于SSL协议之上。 SSL协议在应用层协议之前就已经完成加密算 法、通信密钥的协商以及服务器的认证工作。 在此之后应用层协议所传送的数据都会被加密， 从而保证通信的安全性。



SSL协议使用通信双方的客户证书以及CA根证 书，允许客户/服务器应用以一种不能被偷听 的方式通信，在通信双方间建立起了一条安全 的、可信任的通信通道。
协议的使用

https:// 与shttp://

在网络上传输的敏感信息（如电子商务、金融 业务中的信用卡号或PIN码等机密信息）都纷 纷采用SSL来进行安全保护。 SSL通过加密传输来确保数据的机密性，通过 信息验证码（Message Authentication Codes， MAC）机制来保护信息的完整性，通过数字证 书来对发送和接收者的身份进行认证。
SSL证书保障在线服务器的安全
服务器身份验证
—— 防假冒
—— 防偷窥 —— 防删节 —— 防篡改
网络信息发送内容加密 网络信息发送完整性检测 网络信息发送内容修改提醒
SSL流程
客户端证 书 SSL 安全通道 服务器证 书
浏览器
Client hello
Web服务器 Server hello 建立协议版本、会话ID、交换随机数 Server Certificate 送出服务器证书， Certificate Request 请求客户端证书 ServerKeyExchange



连接状态

Client write key:用于client 进行数据加密，server进行数 据解密的对称保密密钥； Initialization vectors: 当数据加密采用CBC方式时，每一 个密钥保持一个IV。该字段首先由SSL Handshake Protocol产生，以后保留每次最后的密文数据块作为IV。 Sequence number: 每一方为每一个连接的数据发送与接 收维护单独的顺序号。当一方发送或接收一个改变的 cipher spec message时，序号置为0, 最大264-1。


SSL握手协议包含四个阶段:第一个阶段 建立安全能力;第二个阶段服务器鉴别和 密钥交换;第三个阶段客户鉴别(可选的) 和密钥交换;第四个阶段完成握手协议。
SSL的两个重要概念


SSL连接（connection) 一个连接是一个提供一种合适类型服务的传输（OSI 分层的定义）。 SSL的连接是点对点的关系。 连接是暂时的，每一个连接和一个会话关联。 SSL会话（session） 一个SSL会话是在客户与服务器之间的一个关联。会 话由Handshake Protocol创建。会话定义了一组可供 多个连接共享的密码安全参数。 会话用以避免为每一个连接提供新的安全参数所需昂 贵的协商代价。



SSL协议运行的基点是商家对客户信息保 密的承诺。但在上述流程中SSL协议有利 于商家而不利于客户。 客户的信息首先传到商家，商家阅读后 再传到银行，这样，客户资料的安全性 便受到威胁。

随着电子商务参与方的迅速增加，认证问题 越来越突出，SSL协议的缺点完全暴露出来。 SSL协议逐渐被新的SET协议所取代。


6.1.3 SSL协议与电子商务

SSL 提供了用于启动 TCP/IP 连接的安 全性“信号交换”。



这种信号交换导致客户和服务器同意将使用 的安全性级别，并履行连接的任何身份验证 要求。 通过数字签名和数字证书可实现浏览器和 Web服务器双方的身份验证。 在用数字证书对双方的身份验证后，双方就 可以用保密密钥进行安全的会话了。
应用数据
SSL服务器证书工作原理介绍
第一步：身份验证
服务器身份证
发证机构 — CA
身份验证
我是卓越服务器
卓务器证书工作原理介绍
第二步：发明密语规则
发明
密语规则
1、2、3
原文
规则A
5、8、9
密语
SSL服务器证书工作原理介绍
第三步：密语规则共享
获得规则
规则A
SSL协议具有两层结构:



其底层是SSL记录协议层（SSL Record Protocol Layer），简称记录层。 其高层是SSL握手协议层（SSL Handshake Protocol Layer），简称握手层.
应用层协议（HTTP、Telnet、FTP、 SMTP等）
SSL握手协议（Handshake Protocol）

服务器对客户的身份认证


建立服务器与客户之间安全的数据通道

SSL提供的安全服务

用户和服务器的合法性认证

using X.509v3 digital certificates using one of DES, Triple DES, IDEA, RC2, RC4, … using MAC with MD5 or SHA-1
SSL记录协议（Record Protocol）
SSL协议
TCP协议
IP协议 图6.2 SSL协议的分层结构

SSL协议定义了两个通信主体：客户 （client）和服务器（server）。其中， 客户是协议的发起者。
在客户/服务器结构中，应用层从请求服 务和提供服务的角度定义客户和服务器， 而SSL协议则从建立加密参数的过程中所 扮演的角色来定义客户和服务器。
第六章 安全套接层协议SSL
SSL概述 SSL体系结构与协议 SSL协议的安全性分析 SSL的应用

目前国际上流行的电子商务所采用的 协议主要有：


安全套接层协议（Secure Sockets Layer，SSL） 基于信用卡交易的安全电子协议（Secure Electronic Transaction，SET） 安全HTTP（S-HTTP）协议 安全电子邮件协议（PEM、S/MIME等） 用于公对公交易的Internet EDI等。 此外在Internet网上利用Ipsec标准建设虚拟专用 网，利用VPN为企业、政府提供一些基本的安 全服务，

Handshake由一些客户与服务器交换的 消息所构成，每一个消息都含有以下三 个字段：



类型(Type)，1字节：表示消息的类型，总 共有十种。在表二中列出了这些已经定义的 消息种类。 长度(Length)，3字节：消息的位组长度。 内容(Content)，≧1个字节：与此消息有关 的参数，表6.1列出所有可能的参数。
送出客户端证书
Client Certificate ClientKeyExchange Certificate Verify ChangeCipherSpec Finished
ChangeCipherSpec Finished Application Data
改变密码套，结束握手
Application Data
6.1 SSL概述

SSL协议是一种国际标准的加密及身份认 证通信协议
目标：SSL被设计用来使用TCP提供一个 可靠的端到端安全服务，为两个通讯个 体之间提供保密性和完整性(身份鉴别)。

SSL/TLS协议



1994年Netscape开发了SSL(Secure Socket Layer)安全套 接层协议，专门用于保护Web通讯 版本和历史 1.0，不成熟 2.0，基本上解决了Web通讯的安全问题 Microsoft公司发布了PCT(Private Communication Technology)，并在IE中支持 3.0，1996年发布，增加了一些算法，修改了一些缺陷 TLS 1.0(Transport Layer Security传输层安全协议, 也 被称为SSL 3.1)，1997年IETF发布了Draft，同时， Microsoft宣布放弃PCT，与Netscape一起支持TLS 1.0 1999年，发布RFC 2246(The TLS Protocol v1.0)