RSA握手过程
传统的 TLS 握手基本都是使用 RSA 算法来实现密钥交换的,在将 TLS 证书部署服务端时,证书文件其实就是服务端的公钥,会在 TLS 握手阶段传递给客户端,而服务端的私钥则一直留在服务端,一定要确保私钥不能被窃取。
在 RSA 密钥协商算法中,客户端会生成随机密钥,并使用服务端的公钥加密后再传给服务端。根据非对称加密算法,公钥加密的消息仅能通过私钥解密,这样服务端解密后,双方就得到了相同的密钥,再用它加密应用消息。
TLS 第一次握手
客户端发送ClinetHello消息,客户端向服务端打招呼。
消息里面有客户端使用的 TLS 版本号、支持的密码套件列表,以及生成的随机数(Client Random),这个随机数会被服务端保留,它是生成对称加密密钥的材料之一。
TLS 第二次握手
当服务端收到客户端的「Client Hello」消息后,会确认 TLS 版本号是否支持,和从密码套件列表中选择一个密码套件,以及生成随机数(Server Random)。
接着,返回「Server Hello」消息,消息里面有服务器确认的 TLS 版本号,也给出了随机数(Server Random),然后从客户端的密码套件列表选择了一个合适的密码套件。
然后,服务端为了证明自己的身份,会发送「Server Certificate」给客户端,这个消息里含有数字证书。
随后,服务端发了「Server Hello Done」消息,目的是告诉客户端,我已经把该给你的东西都给你了,本次打招呼完毕。
客户端验证证书
在这里刹个车,客户端拿到了服务端的数字证书后,要怎么校验该数字证书是真实有效的呢?
TLS 第三次握手
客户端验证完证书后,认为可信则继续往下走。
接着,客户端就会生成一个新的随机数 (pre-master),用服务器的 RSA 公钥加密该随机数,通过「Client Key Exchange」消息传给服务端。
服务端收到后,用 RSA 私钥解密,得到客户端发来的随机数 (pre-master)。
至此,客户端和服务端双方都共享了三个随机数,分别是 Client Random、Server Random、pre-master。
于是,双方根据已经得到的三个随机数,生成会话密钥(Master Secret),它是对称密钥,用于对后续的 HTTP 请求/响应的数据加解密。
生成完「会话密钥」后,然后客户端发一个「Change Cipher Spec」,告诉服务端开始使用加密方式发送消息。
然后,客户端再发一个「Encrypted Handshake Message(Finishd)」消息,把之前所有发送的数据做个摘要,再用会话密钥(master secret)加密一下,让服务器做个验证,验证加密通信「是否可用」和「之前握手信息是否有被中途篡改过」。
TLS 第四次握手
服务器也是同样的操作,发「Change Cipher Spec」和「Encrypted Handshake Message」消息,如果双方都验证加密和解密没问题,那么握手正式完成。
最后,就用「会话密钥」加解密 HTTP 请求和响应了