网络协议学习笔记 · 19

学习笔记系列文章

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HTTPS

SSL / TLS

TLS (Transport Layer Security)，译为：传输层安全性协议
前身是 SSL (Secure Sockets Layer)，译为：安全套接层

历史版本信息
SSL 1.0：因存在严重的安全漏洞，从未公开过
SSL 2.0：1995年，已于2011年弃用 (RFC 6176)
SSL 3.0：1996年，已于2015年弃用 (RFC 7568)
TLS 1.0：1999年 (RFC 2246)
TLS 1.1：2006年 (RFC 4346)
TLS 1.2：2008年 (RFC 5246)
TLS 1.3：2018年 (RFC 8446)

SSL/TLS 工作在哪一层

OpenSSL

OpenSSL 是SSL/TLS协议的开源实现，始于1998年，支持Windows、Mac、Linux等平台
Linux、Mac 一般自带 OpenSSL
Windows下载安装OpenSSL：https://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html

常用命令
生成私钥：openssl genrsa -out mj.key
生成公钥：openssl rsa -in mj.key -pubout -out mj.pem

可以使用 OpenSSL 构建一套属于自己的CA，自己给自己颁发证书，称为“自签名证书”

HTTPS的成本

• 证书的费用
• 加解密计算
• 降低了访问速度

有些企业的做法是：包含敏感数据的请求才使用HTTPS，其他保持使用HTTP
http://www.icbc.com.cn/
https://mybank.icbc.com.cn/

HTTPS的通信过程

TLS 1.2 的连接（ECDHE密钥交换算法）

① Client Hello

• TLS的版本号
• 支持的加密组件 (Cipher Suite) 列表
  加密组件是指所使用的加密算法及密钥长度等
• 一个随机数 (Client Random)
  

② Server Hello

• TLS的版本号
• 选择的加密组件
  是从接收到的客户端加密组件列表中挑选出来的
• 一个随机数 (Server Random)
  

③ Certificate

• 服务器的公钥证书（被CA签名过的）
  

④ Server Key Exchange

• 用以实现ECDHE算法的其中一个参数 (Server Params)
  ECDHE是一种密钥交换算法
  为了防止伪造，Server Params 经过了服务器私钥签名
  

⑤ Server Hello Done

• 告知客户端：协商部分结束
  
• 到目前为止，客户端和服务器之间通过明文共享了：
  Client Random、Server Random、Server Params
• 而且，客户端也已经拿到了服务器的公钥证书，接下来，客户端会验证证书的真实有效性

⑥ Client Key Exchange

• 用以实现ECDHE算法的另一个参数 (Client Params)
  
• 目前为止，客户端和服务器都拥有了ECDHE算法需要的2个参数：Server Params、Client Params
• 客户端、服务器都可以
  使用ECDHE算法根据Server Params、Client Params计算出一个新的随机密钥串：Pre-master secret
• 然后结合 Client Random、Server Random、Pre-master secret 生成一个主密钥
• 最后利用主密钥衍生出其他密钥：客户端发送用的会话密钥、服务器发送用的会话密钥等

⑦ Change Cipher Spec

• 告知服务器：之后的通信会采用计算出来的会话密钥进行加密
  

⑧ Finished

• 包含连接至今全部报文的整体校验值（摘要），加密之后发送给服务器
• 这次握手协商是否成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准
  

⑨ Change Cipher Spec

⑩ Finished

• 到此为止，客户端服务器都验证加密解密没问题，握手正式结束
• 后面开始传输加密的HTTP请求和响应
  

Wireshark 解密 HTTPS

• 设置环境变量SSLKEYLOGFILE（浏览器会将key信息导出到这个文件）

• 设置完成后，最好重启一下操作系统
• 在Wireshark中选择这个文件
  编辑 → 首选项 → Protocols → TLS
  

如果环境变量不管用，可以直接设置浏览器的启动参数（下图是使用了Rolan进行启动）

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