6、客户端 SSL/TLS 处理的性能与安全分析

客户端 SSL/TLS 处理的性能与安全分析

1. 引言

随着手机、个人数字助理（PDA）等移动或嵌入式设备接入互联网的增多，对手模型需要考虑对通信端点本身的攻击。攻击者可通过分析设备泄露的侧信道信息（如功耗或电磁辐射）来获取加密通信的密钥。因此，安全网络不仅需要复杂的协议，还需要安全地实现这些协议和相关的加密算法，特别是加密算法要抵御所有已知的侧信道攻击。

安全套接层（SSL）协议及其后继者传输层安全（TLS）协议是在不安全的开放网络（如互联网）上进行安全通信的事实标准。它们结合使用公钥和私钥加密技术，保证双方（通常是客户端和服务器）之间数据传输的机密性、完整性和真实性。SSL 协议由两层组成，包含多个子协议，其中下层的 SSL 记录协议规定了客户端和服务器之间数据传输的格式，包括加密和完整性检查；它封装了多个高层协议，其中之一是 SSL 握手协议，其主要任务是协商一组加密算法、对服务器（可选地对客户端）进行身份验证，并通过非对称（即公钥）技术建立预主密钥。客户端和服务器都从预主密钥派生主密钥，记录协议使用主密钥生成用于对称加密和消息认证的共享密钥。

2. 握手协议的高效安全实现

SSL/TLS 协议具有“算法无关性”，支持同一加密操作使用不同算法，允许通信双方进行选择。在握手阶段开始时，客户端和服务器协商一个密码套件，它是一组明确定义的用于身份验证、密钥协商、对称加密和完整性检查的算法。SSL 和 TLS 都指定使用 RSA 或 DSA 进行身份验证，使用 RSA 或 Diffie - Hellman 进行密钥建立。2006 年，TLS 协议修订为支持椭圆曲线密码学（ECC），此后，在握手阶段可以协商使用 ECDH 进行密钥交换和 ECDSA 进行身份验证的密码套