30、深入解析TLS 1.3：安全通信的新标杆

深入解析TLS 1.3：安全通信的新标杆

1. TLS 1.3基础概念

1.1 加密与认证

当TLS 1.3记录的第一个字节（ContentType）设置为23时，其负载将使用经过认证的密码进行加密和认证。负载由密文和认证标签组成，接收端会对其进行解密。接收方如何知道使用哪个密码和密钥进行解密呢？这正是TLS的神奇之处：如果接收到加密的TLS记录，就已经知道了密码和密钥，因为它们是在TLS握手协议执行时建立的。

1.2 随机数（Nonces）

与许多其他协议（如IPsec的封装安全有效载荷ESP）不同，TLS记录不指定认证密码要使用的随机数。用于加密和解密TLS记录的随机数是从64位序列号派生而来的，每个参与方在本地维护该序列号，并为每个新记录递增。当客户端加密数据时，它通过将序列号与一个名为client_write_iv的值进行异或运算来派生随机数，该值本身是从共享密钥派生而来的。服务器使用类似的方法，但使用不同的值，即server_write_iv。

例如，传输三条TLS记录时，第一条记录从0派生随机数，第二条从1派生，第三条从2派生；接收三条记录时，也按此顺序使用随机数0、1和2。重复使用相同的序列号值来加密传输数据和解密接收数据并非弱点，因为它们与不同的常量（client_write_iv和server_write_iv）进行异或运算，并且每个方向使用不同的密钥。

1.3 零填充（Zero Padding）

TLS 1.3记录支持零填充功能，可减轻流量分析攻击。流量分析是攻击者利用时间、数据传输量等流量模式提取信息的方法。例如，即使使用强加密，密文大小与明文近似，攻击者通过查看密文