TLS安全传输协议
传输层安全协议TLS——密码学概述
许多小伙伴应该都听过大名鼎鼎的HTTPS，而HTTPS就是通过在HTTP的基础上引入TLS，实现对明文进行传输加密和身份认证，保证了传输过程的安全。
由于TLS协议深度依赖抽象复杂的密码学原理、工具箱及设计模式，令许多小伙伴都望而却步。
不用担心，今天小怿会用通俗易懂的方式，层层递进，带领大家一起经历密码学入门到TLS精通之路。
1TLS速览—3W1H分析1. WHAT：TLS是什么？TLS（传输层安全性协议，Transport Layer Security）及它的前身SSL（安全套接字层，现在不推荐使用的）是一种旨在提供计算机网络上的安全通信的加密协议。
TLS建立在网景（Netscape）开发的早期SSL规范（1994、1995、1996）的基础上；SSL从网景移交到IETF后，IETF将其更名为TLS，TLS 最早版本发布于1999年，当前最新版本为发布于2018年8月的TLS 1.3。
2. WHY：为什么要用TLS？目的是在两个或多个通信计算机应用程序之间提供机密性、认证、数据完整性、前向安全性等安全特性，防止通信被窃听和篡改。
3. WHERE：TLS现在用在哪？广泛用于电子邮件，即时消息传递（微信）和IP语音等应用中，最常见的应用场景是作为HTTPS的‘安全’层。
4. HOW：TLS到底咋用？借用密码学的经典原则：永远不要试图去创造自己的加密算法，要使用专家设计好的标准算法。
让我们引申下，由于side effect破解的存在，在生产环境中甚至都不要使用自己实现的TLS协议，目前有很多开源的TLS协议实现，可以针对应用场景进行裁剪和适配。
以上内容你学会（废）了吗？那让我们再上点对抗哈。
让我们看一个TLS中最常使用的密码套件(Cipher Suite)：由上面这个加密算法套件可见，如果想弄清楚TLS，必须对密码学的基本概念（密钥交换、身份验证、加密算法模式等），使用它们期望解决的威胁以及各场景下常用的密码学算法有基本的了解，才能真正从整体“战略”上了解TLS，为后面从“战术”角度逐个击破单个技术点打下基础，否则就是“基础不牢，地动山摇”，雾里看花，不知所云。
TLS协议中的加密算法选择
TLS协议中的加密算法选择随着网络安全的日益重要，安全通信协议也成为保护用户隐私和保密性的关键所在。
在网络通信中，传输层安全协议（TLS）是一种常用的加密协议，用于确保数据的机密性和完整性。
在TLS协议中，选择适当的加密算法对于确保通信的安全性至关重要。
本文将探讨TLS协议中的加密算法选择的重要性，并介绍一些常用的加密算法。
一、加密算法选择的重要性在TLS协议中，加密算法的选择直接影响到通信的安全性和效率。
TLS协议通过使用公钥加密技术来确保数据的机密性，并采用数字签名来验证数据的完整性。
因此，选择合适的加密算法对于防止数据泄露、防止数据篡改以及提高通信性能至关重要。
首先，选择适当的加密算法可以确保数据的机密性。
TLS协议中常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法通过使用相同的密钥对数据进行加密和解密，具有速度快、加密效率高的优点，但是密钥的分发和管理比较困难。
非对称加密算法则使用公钥和私钥对数据进行加密和解密，密钥的分发和管理相对较为简单，但是加解密过程相对复杂。
其次，选择适当的加密算法可以防止数据的篡改。
数字签名是一种常用的验证数据完整性的方法，它使用私钥对数据进行签名，然后使用公钥对签名进行验证。
通过选择合适的数字签名算法，并结合TLS 协议中的完整性校验机制，可以防止数据被篡改和伪造。
最后，选择适当的加密算法可以提高通信性能。
通信过程中，加密和解密的计算复杂度直接影响到通信性能。
因此，选择高效的加密算法可以提高通信的速度和效率，减少通信延迟。
二、常用的加密算法在TLS协议中，常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法，以及数字签名算法。
1. 对称加密算法对称加密算法是一种加密和解密使用相同密钥的算法，常用的对称加密算法包括DES、3DES、AES等。
DES是一种较为古老的对称加密算法，已经不再被广泛使用。
3DES是对DES算法的改进和扩展，通过重复应用DES算法三次来提高安全性。
SSL TLS协议 HTTPS的核心
SSL TLS协议 HTTPS的核心网络安全是当前互联网领域的一个重要问题，用户信息的安全和隐私保护已经成为网站和应用开发者必须要考虑的事项之一。
在保护用户数据的过程中，SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security）协议以及由它们衍生出的HTTPS协议发挥着重要的作用。
本文将探讨SSL TLS协议和HTTPS协议的核心原理以及其在保障网络安全中的作用。
一、SSL与TLS协议的概述1. SSL协议SSL协议是由Netscape公司于1994年开发的安全传输协议，用于在客户端和服务器之间建立安全的连接以进行数据传输。
SSL协议基于公钥加密和对称加密的混合使用，通过在传输层添加安全性，确保信息在网络中的传输过程中不被窃取或篡改。
2. TLS协议TLS协议（Transport Layer Security）是SSL协议的继任者，由IETF（Internet Engineering Task Force）制定的一种安全传输协议。
TLS 协议保持了与SSL协议基本相同的加密和认证算法，但由于一些安全缺陷的发现，对协议进行了进一步的改进和优化。
二、SSL TLS协议的核心原理1. 握手阶段SSL TLS协议的核心原理在于握手阶段的安全性和密钥协商。
在建立SSL TLS连接时，客户端和服务器之间会进行一系列的握手过程，以确保双方的身份验证、生成共享密钥和选择加密算法。
握手阶段的具体过程如下：（1）客户端发送支持的加密算法给服务器，并发送一个随机数作为Pre-Master Secret。
（2）服务器选择加密算法，并生成一个随机数作为Pre-Master Secret。
（3）服务器使用自己的私钥解密客户端发来的Pre-Master Secret，并生成Master Secret。
（4）客户端和服务器分别使用Master Secret生成对称加密的会话密钥。
tls安全传输协议（TLSsecuretransportprotocol）
tls 安全传输协议（TLS secure transport protocol）TLS: secure transport layer protocolTLS:Transport Layer SecuritySurveyThe secure transport layer protocol (TLS) is used to provide confidentiality and data integrity between two communication applications. The protocol consists of two layers: the TLS record protocol (TLS Record) and the TLS handshake protocol (TLS Handshake). The lower layer is the TLS record protocol, located on a reliable transport protocol (such as TCP).Protocol structureThe TLS protocol consists of two protocol groups, the TLS record protocol and the TLS handshake protocol each with many different formats of information. The TLS record protocol is a hierarchical protocol. The information in each layer may contain fields such as length, description, and content. The recording protocol supports information transmission, divides data into processing blocks, compresses data, applies MAC, encrypts, and transfers the results. The received data is decrypted, checked, decompressed, recombined, and then sent to a high-level client. The TLS connection state refers to the operating environment of the TLS record protocol. It specifies compression algorithms, encryption algorithms and MAC algorithms. The TLS record layer receives contiguous data of any size without blocks from the high-level. Key calculation: the record protocol generates keys, IV, and MAC keys from thesecurity parameters provided by the handshake protocol through the algorithm. The TLS handshake protocol consists of three sub group agreement, agreed to allow peer safety parameters, in a recording layer on the self authentication, security parameters negotiation, each instantiation report error conditions. TLS handshake protocol: 1. change password specification protocol 2., alert protocol 3. handshake protocolTLS record protocolThe connection security provided by the TLS record protocol has two basic features: Private - symmetric encryption for data encryption (DES, RC4, etc.). The key generated by symmetric encryption is unique to each connection, and the key is negotiated based on another protocol (such as handshake protocol). Record protocols can also be unencrypted. Reliable -- information transmission includes information integrity checks using MAC, which uses the key. Secure hash functions (SHA, MD5, etc.) are used for MAC computing. A recording protocol can operate without MAC, but is generally used only in this mode, i.e., another protocol is using the protocol protocol to negotiate security parameters. The TLS record protocol is used to encapsulate various high-level protocols. As one of the encapsulation protocols, the handshake protocol allows the server and client to authenticate each other before the application protocol transfers and receives its first data byte, and to negotiate the encryption algorithm and the encryption key.TLS handshake protocolThe connection security provided by the TLS handshake protocol has three basic properties: 1. authentication of peers can be performed using asymmetric or public key cryptography. The authentication is optional, but at least one node is required.2. sharing cryptographic keys for negotiation is secure. For thieves, negotiating encryption is difficult to obtain. In addition, authenticated connections cannot be encrypted, even if the attacker is in the middle of the connection.3. consultation is reliable. No attacker can modify the communication negotiation without the detection of the members of the communications party.OverviewThe biggest advantage of TLS is that TLS is independent of the application protocol. The high-level protocol can be transparently distributed over the TLS protocol. However, the TLS standard does not require the application to increase security on the TLS; it is how to start the TLS handshake protocol and how to explain the decision right exchange certificate for protocol designers and implementers to judge. TLS contains three basic phases: 1., peer to peer negotiation support key algorithm 2., based on private key encryption exchange public key, PKI based certificate authentication, 3. public key encryption based data transmission securityEdit this paragraph TLS: ground 3D laser scanningTLS：地面激光扫描仪地面三维激光扫描（TLS）是在地面利用激光扫描装置自动、系统、快速（准实时）获取对象表面的三维坐标的测量技术。
SSLTLS协议详解
SSLTLS协议详解SSL/TLS协议详解SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security）协议是用于保护网络通信安全的协议。
本文将详细解释SSL/TLS协议的工作原理和相关技术。
一、SSL/TLS协议简介SSL/TLS协议是一种加密技术，用于在网络上安全地传输数据。
它使用了对称加密、非对称加密和散列函数等多种密码学技术来保护数据的机密性、完整性和认证性。
SSL/TLS协议被广泛应用于HTTP、SMTP、POP3等应用层协议之上，确保了数据在网络传输过程中的安全性。
二、SSL/TLS协议的工作原理1. 握手阶段（Handshake）在握手阶段，客户端和服务端交换参数，建立安全连接。
具体步骤如下：a. 客户端发送“ClientHello”消息给服务端，包括SSL/TLS的版本号、加密套件列表等信息。
b. 服务端收到“ClientHello”消息后，发送“ServerHello”消息给客户端，包括选择的加密套件、证书等信息。
c. 客户端验证服务端的证书，并生成一个随机数“pre-master secret”。
客户端使用服务端的公钥加密“pre-master secret”，发送给服务端。
d. 服务端使用私钥解密客户端发来的“pre-master secret”，生成“master secret”。
e. 客户端和服务端使用“master secret”生成加密密钥，并生成随机数作为后续加密的种子。
2. 认证阶段（Authentication）在认证阶段，客户端和服务端进行身份验证。
具体步骤如下：a. 服务端发送包含数字证书的“Certificate”消息给客户端。
b. 客户端验证服务端的数字证书是否合法。
c. 客户端使用服务器的公钥加密一个随机数，发送给服务器。
d. 服务端使用私钥解密客户端发来的随机数。
3. 密钥交换阶段（Key Exchange）在密钥交换阶段，客户端和服务端交换密钥，用于后续通信的加密。
ssl tls协议
ssl tls协议SSL/TLS协议。
SSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）是用于保护网络通信安全的协议。
它们通过在通信双方之间建立加密连接，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。
本文将介绍SSL/TLS协议的基本原理、工作流程和安全性。
SSL/TLS协议的基本原理是使用公钥加密和对称密钥加密相结合的方式来保护通信安全。
通信双方首先进行握手阶段，协商加密算法和密钥交换方式，然后使用公钥加密来交换对称密钥，最终使用对称密钥加密来传输数据。
这种方式既保证了通信安全，又提高了传输效率。
在SSL/TLS协议的工作流程中，握手阶段是非常重要的一部分。
在握手阶段，客户端向服务器发送握手请求，服务器返回证书和公钥，客户端验证证书的合法性，并生成对称密钥，最终完成握手过程。
通过握手阶段，SSL/TLS协议建立了安全的通信通道，确保了数据的保密性和完整性。
SSL/TLS协议的安全性主要体现在以下几个方面。
首先，SSL/TLS协议使用了公钥加密和对称密钥加密相结合的方式，保证了通信的保密性和完整性。
其次，SSL/TLS协议对证书的合法性进行了严格验证，防止了中间人攻击和伪造证书的风险。
最后，SSL/TLS协议支持前向保密性和会话恢复机制，提高了通信的安全性和效率。
除了以上提到的安全性，SSL/TLS协议还具有其他一些特点。
例如，SSL/TLS协议可以灵活地选择加密算法和密钥交换方式，适应不同的安全需求。
此外，SSL/TLS协议还支持客户端身份验证和服务器身份验证，确保通信双方的真实性和合法性。
总的来说，SSL/TLS协议是保护网络通信安全的重要手段，它通过握手阶段、加密传输和证书验证等方式，确保了通信的保密性、完整性和真实性。
在今天的网络环境中，SSL/TLS协议已经成为了保护通信安全的标准，为用户和服务提供了可靠的安全保障。
TLS传输层安全
TLS传输层安全TLS（传输层安全）是一种常用的加密协议，用于确保网络通信的安全性和隐私性。
本文将介绍TLS的定义、作用、原理、实现以及使用中应注意的事项。
一、TLS的定义TLS（Transport Layer Security）即传输层安全，是一种加密通信协议，为网络通信提供了安全保障。
它是SSL（Secure Sockets Layer）协议的继任者，两者几乎完全一致。
二、TLS的作用TLS的主要作用是保证数据传输的机密性、完整性和可信性。
通过使用对称加密、公钥加密和消息摘要等算法，TLS可以防止通信过程中的数据被窃听、篡改或欺骗。
三、TLS的原理1. 握手过程：在TLS通信的开始阶段，客户端和服务器之间要进行一系列握手的步骤，以建立安全连接。
这包括协商加密算法、验证服务器身份、生成加密密钥等操作。
2. 加密通信：完成握手后，TLS使用对称加密算法来加密通信过程中的数据。
对称加密算法是一种加密和解密使用相同密钥的算法，能够有效地保护数据的机密性。
3. 验证和完整性保护：TLS还可以使用数字证书来验证服务器的身份，防止中间人攻击。
同时，消息摘要算法可以用于验证数据是否被篡改，确保通信过程的完整性。
四、TLS的实现TLS可以在各种应用层协议上实现，例如HTTPS、SMTP、IMAP 和POP等。
实现TLS通常需要具备以下几个要素：1. 加密算法库：用于支持TLS所需的对称加密算法、公钥加密算法和摘要算法等。
2. 证书管理：TLS通信中常使用数字证书，需要有相应的证书管理工具和证书颁发机构。
3. 密钥交换：TLS需要生成协商的加密密钥，需要实现相应的密钥交换算法，如RSA或Diffie-Hellman算法。
五、使用TLS的注意事项1. 选择强密码：在配置TLS时，应选择强密码算法，避免使用弱密码，以增加数据的安全性。
2. 更新证书：TLS通信中使用的数字证书有一定的有效期，应定期更新证书，避免使用过期的证书。
tls1.2原理
tls1.2原理以下是针对TLS1.2原理的详细解析，供您参考。
一、TLS简介TLS全称为“传输层安全协议”（Transport Layer Security Protocol），是一种应用层协议。
它的设计目的是为了在不安全的网络环境下，提供可靠的加密和身份认证服务。
TLS协议可以保障数据通信的机密性、完整性和可信度。
TLS是SSL（Secure Sockets Layer）协议的继任者，由于历史原因，大部分人仍然称其为SSL协议。
TLS协议在HTTP协议、SMTP协议、POP3协议等各种应用协议上广泛应用，TLS协议的出现使得HTTP变得更加安全，即HTTPS。
HTTPS是加密过的HTTP 协议，它使用TLS协议建立一个安全的通信渠道，确保客户端与服务器之间的连接是加密的，这样就可以有效地防止中间人攻击和数据泄露等问题。
二、TLS1.2概述TLS1.2是TLS协议的第三个版本，由IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）于2008年制定，是TLS协议中最新、最完善的版本。
TLS1.2具有高度的安全性、可靠性和兼容性，并且已经得到广泛应用。
在TLS协议中，TLS1.2是一个很重要的版本，也成为了许多安全协议的基础。
TLS1.2具有以下几个主要特点：1. 支持更安全的加密算法TLS1.2支持更加安全的加密算法，例如AES（高级加密标准）和SHA（安全哈希算法）等。
2. 提供更强的密钥协商TLS1.2提供了更强的密钥协商能力，可以更加有效地保护密钥的安全。
3. 管理更严格的安全协议TLS1.2引入了更严格的安全协议管理机制，确保加密算法和密钥协商机制的安全性和可靠性。
4. 支持更好的性能优化TLS1.2支持对传输大文件的分批处理和数据流的通道绑定，可以更加高效地传输数据。
三、TLS1.2建立连接的过程下面是TLS1.2建立连接的具体过程：1. 客户端发送Hello消息建立连接的第一步是客户端向服务器发送“Hello”消息，这个消息包含了客户端对协议和密钥的要求，例如使用的TLS版本号、支持的加密算法等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信息举例说明
ClientHello
ServerHello
四次信息的交换
3> -1Clientkey exchange 发送生成主密钥所需的额外信息。 客户端计算产生随机数字 Pre-master，并用证书公钥 加密。 enc_key=Fuc(random_C, random_S, Pre-Master)-消 息随机数，随机数字→协商密钥 -2 Change Cipher Spec 客户端通知已取得足够信息，已生成加密密钥，并切换 到加密模式。服务器后续的通信都采用协商的通信密钥 和加密算法进行加密通信; -3 Finish hand shake 结合之前所有通信参数，采用协商密钥 与算法进行加 密，然后发送给服务器用于数据与握手验证 4> -1服务器用私钥解密加密的 Pre-master 数据，计算之 前所有接收信息的 hash 值判断正确性 -2知客户端后续的通信都采用协商的密钥与算法进行加 密通信，服务器也结合所有当前的通信参数信息生成一 段数据发送到客户端
TLS :安全传输层协议（TLS）用于在两个通信应用程序之间提供保密性 和数据完整性。 当使用 TLS 时，客户端和服务器之间的连接具有以下一个或多个属性：
连接私密性：使用对称加密算法用于加密数据的传输，例如 AES [AES], RC4 [SCH] 等 可以使用公钥加密来验证通信方的身份 连接可靠性：发送的每个消息都使用 MAC（消息认证码） 进行完整 性检查
记录协议示意图
一条记录是TLS协议中的最小单元。每个记录以5字节的元数据开头，即内容长度（1字节）、 协议版本（2字节）和数据长度（2字节）。如果缓冲区超过记录的长度限制（16384字节）， 记录协议会将其切分成更小的片段。（反过来也可以，同一个子协议的小缓冲区也可以组合成 一个记录。）这些由应用协议完成。
TLS:安全性协议 根据TLS所在位置，可得其在TCP/IP握手之后。每一个 TLS 连 接都会以握手开始。在使用中经常可以观察到以下三种流程： 1>完整握手，对服务器进行身份验证 2>短握手（恢复以前某个会话 根据session id） 3>对客户端和服务器都进行身份验证的握手（与完整相比，对 客户端也有个证书验证）
TLS协议组成
TLS协议由两层组成： TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议
（TLS Handshake）,
TLS 记录
TLS 握手
协议
协议
（TLS
（TLS
TLS协议
Handshak
Record）
e）
较低的层为 TLS 记录协议，位于某个可靠的传输协议（例如 TCP）上面
所以一般把TLS协议归为传输层安全协议。
TLS安全传输协议
为什么使用TLS？
无加密的传输层协议的安全问题
传统的传输层协议如TCP、UDP等使用明文传输数据 公网上的IP数据包很容易被人截获，从而引发诸多安全问题 明文传输的主要安全隐患包括：
−− 窃听：通信内容被获知 −−篡改：通信内容被恶意更改 −−伪装：第三方伪装成通信的一端
为了解决以上明文传输的问题，网景公司最早提出了SSL协议，它不会影 响上层协议(如HTTP、电子邮件等)，但可以保证上层协议的通信gt;客户端发起请求（ClientHello） 将自身支持的加密功能提交给服务器
2>server_hello+server_certificate+sever_hello_done 服务器 server_hello返回，选择一个支持的密码套件。 并发送证书。 服务端返回协商的信息结果，通知客户端 server_hello 信息发送结束（serverhellodone）。
SSL经历了1.0,2.0,3.0版，并最终发展成为TLS协议（Transport Layer Security）。很多人会混用SSL与TLS，但严格来说它们指代的协议版本 不同（SSL3.0的升级版才是TLS1.0）现在最新的版本为1.3，目前使用最 广泛的是1.2。
在最初设计互联网的时候，是没有考虑到信息安全方面的问题，使得通信协 议本身不安全，所以才开发出TLS实现加密传输，确保信息安全。
TLS协议在网络通信模型中的位置
TCP/IP 4层模型：
(4) 应用层 (3)传输层
TLS
(2)网络层
(1)物理层
OSI七层模型：
(7)应用层
(6)表示层
TLS
(5)会话层
(4)传输层
(3)网络层
(2)数据链路层
(1)物理层
根据分层的原理：一个下层协议可以服务于多个上层协议，SSL/TLS位于TCP协议之上， 他们的上层协议有 http,ftp, pops,ntp,snmp等,不想要加密的时候，可以将TLS去掉，并 不对上层协议产生任何影响，需要加密的时候就可以使用TLS加密HTTP等上层协议。
TLS记录协议负责消息的压缩、加密以及数据的认证，其处理过程如下：
记录协议有四种类型的客户:握手协议、警告协议、改变密码格式协议和应用数据协议。通常使用 一个对称算法，算法的密钥由握手协议提供的值生成，从而提供数据保密性和一致性保护。
TLS 记录协议提供的连接安全性具有两个基本特性:
私有――对称加密用以数据加密(DES 、RC4 等)。对称加密所产生的密钥对每个连接都是唯 一的，且此密钥基于另一个协议(如握手协议)协商。记录协议也可以不加密使用。
可靠――信息传输包括使用密钥的 MAC 进行信息完整性检查。安全哈希功能( SHA、MD5 等)用于 MAC 计算。记录协议在没有 MAC 的情况下也能操作，但一般只能用于这种模式，即 有另一个协议正在使用记录协议传输协商安全参数。
TLS-握手协议
握手协议 （handshake protocol）
TLS-完整握手
如果客户端此前并未与服务器建立会话，那么双方会执行一次完整的握手流程来协商 TLS 会话。握手过程中， 客户端和服务器将进行以下四个主要步骤:
·交换各自支持的功能，对需要的连接参数达成一致 ·验证出示的证书，或使用其他方式进行身份验证 ·对将用于保护会话的共享主密钥达成一致 ·验证握手消息并未被第三方团体修改
TLS层的工作机制
整体上看，TLS用记录协议（record protocal）实现，与底层数据 交换。其他协议（如http）将不透明数据缓冲区的数据提交给它，记 录协议传输这些数据。
记录协议中的每个“数据包”，包括标头和数据，除了可见字段， 还会给每个TLS记录指定唯一的64位序列号，但不会在线路上传输。 通信双方都有自身的序列号并跟踪来自另一端记录的数量。这些值 是对抗重放攻击的一部分。
记录协议的具体工作流程
记录协议的具体流程： 一个刚建立的连接（TCP连接）上，最初的消息是没有受到加密保护的（从技 术上讲，就是使用了TLS_NULL_WITH_NULL_NULL密码套件）。 一旦TLS握手完成，记录层就按照双方协定达成的参数进行加密和完整性验证。 记录协议只关注数据传输和加密，将其他功能转交给子协议；这个方法使TLS 可以扩展，可以很方便地添加子协议。子协议伴随着记录协议被加密，所有子 协议都会被其加密保护（以协商参数为准。）