TLSv1.3学习

TLSv1.3于2018年8月正式发布最终版本。

如果想要浏览基于TLSv1.3的网页，需要浏览器支持，chrome的话需要打开chrome://flags/搜索tls并选择启用。浏览网页时打开开发者调试工具查看Security页签可以观察到网站使用TLSv1.2还是1.3。现在大部分网站还是使用TLSv1.2的，也有少部分使用TLSv1.3的网站的，如https://boke112.com/bkwd/5792.html。

TLSv1.3协议了解

参考资料：

• rfc文档
• https://blog.youkuaiyun.com/mrpre/article/details/81532469
• wireshark抓包分析
  （1）必须使用新版的wireshark，否则不支持TLS1.3；
  （2）由于hello后的包就进行了加密，需要配置环境变量SSLKEYLOGFILE，wireshark配置pre master key log file，使用firefox访问目标网页，即可看到解密后的包。

TLSv1.3完整的流程

第一步，客户端发送Hello，这里面主要包含了
（1）supported groups（支持的key exchange算法及参数）和key_share（根据支持的算法预先算出的pub key），用于计算pre master key。
（2）random，用于最终生成master key。
（3）cipher suites，可选择的套件，用于后面对称加密以及生成摘要。
（4）pre shared key和psk_key_exchange_modes，用于恢复TLS会话。
第二步，服务端从预先计算的pub key中选择一个，同时将自己的random和pub key也返回给客户端，此时服务器已经可以算出master key，所以开始使用密钥进行加密，从change cipher spec往后服务端发送的包都进行了加密。
第三步，服务端发送一些扩展参数
第四步，服务端发送自己的证书，以及针对握手信息计算摘要并使用证书的私钥进行加密，也就是Certificate Verify消息，保证自己拥有证书的私钥。
第五步，服务端针对所有握手信息进行摘要并使用master key进行加密，以验证握手信息的完整和master key的正确。
第六步，客户端也计算出master key，开始加密传输。

New Session Ticket是在握手后服务端随时发送给客户端的，用于快速恢复TLS会话。

总的来说，由于提前计算好pub key，避免了TLS1.2中额外的key exchange消息，所以只需要1-RTT就可以完成了握手。

除了完整的握手以外，还可以使用PSK恢复会话，需要1-RTT或者0-RTT。
1-RTT：服务端需要支持PSK恢复会话，客户端Hello时携带上次连接中的PSK，则可以省去服务器证书的验证过程。
0-RTT：服务端需要支持PSK和Early data，客户端在Hello的同时可以发送Early Data，Early Data是根据PSK加密的，在握手完毕后，客户端会发送End of Early data，开始用密钥进行加密传输。这样节省了1-RTT，但是也没有这么安全。

netty搭建TLSv1.3的服务器

关于TLSv1.2的方法具体在https://blog.youkuaiyun.com/lblblblblzdx/article/details/88656951中介绍过了，那么如果使用TLSv1.3需要注意什么呢
（1）由于TLSv1.3比较新，所以需要使用较新版本的netty和jdk才支持，我使用的是4.1.24.Final的netty，和jdk11。
（2）获取SslContext的代码

List<String> ciphers = new ArrayList<String>();
ciphers.add("TLS_AES_128_GCM_SHA256");
ciphers.add("TLS_AES_256_GCM_SHA384");
SslContext sslCtx = SslContextBuilder.forServer(certChainFile, keyFile).trustManager(rootFile)
.protocols("TLSv1.3").ciphers(ciphers).clientAuth(ClientAuth.NONE).build();

• 默认的协议是TLSv1.2，需要手动配置为TLSv1.3
• 默认的加密套件都是TLSv1.2的，需手动添加TLSv1.3的加密套件