SSL读书笔记

一、 HTTP+SSL=HTTPS

　

1. HTTP是不安全的

　　在linux系统上，网络上的通信实现由用户空间和内核空间共同实现，内核以模块的方式(tcp ip协议栈)提供通信子网，而资源子网由用户程序实现。

　　TCP/IP是可能被窃听的网络，而HTTP是不加密的传输，可以用一些例如Packet Capture或者Sniffer工具很轻易的进行抓包，窃听。HTTP在安全上主要有以下不足：

  • 通信使用明文
  • 不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装
  • 无法证明报文的完整性，有可能收发的报文是遭到篡改

　　而针对于以上不足，网上的攻击大致有以下几种类型：

  • 窃听，通信量分析，威胁保密性
  • 更改，伪装，重做，否认等威胁内容完整性
  • 拒绝服务(Dos)威胁网站可用性

　　解决方案: SSL Security Layer

　　　　由于之前在应用层已经有各种各样的协议HTTP, FTP等等，为了让之前已经存在的程序可以使用到安全通信，网景公司在应用层和传输层之间设计了半层SSL,任何以前的程序只要调用这半层库就可以安全套接字传输。　　　
　　

　　SSL中使用了大量的加密技术

　2. Linux加密与解密简介

　　　　传统的加密技术：　替代加密，置换加密

　　　　现代的加密技术：　分块加密，比如使用XOR将密钥流的块与块进行特征运算，得到密文

　　　　SSL中用到的加密算法主要有单向加密，对称加密，公钥加密等，下面简单介绍这些常见的概念:

　2.1 单向加密

　　　　　　即提出数据指纹，例如md5，sha等等，这些单向加密算法拥有以下特性：

　　　　　　　　定长输出，即加密后结果长度一般是固定的，例如md5是128bits

　　　　　　　　雪崩效应：源数据微小的改动会引起加密结果的巨大变化

　　　　

　2.2 对称加密算法

　　　　　　对称加密算法中加密和解密使用的是完全相同的密钥，这是应用较早的加密算法，技术成熟，这种加密算法算法公开，计算量小，加密效率高。不过依赖于密钥，密钥长度越长，安全性会大幅度上升。

　　　　　　常见的对称加密3DES,AES等

　　

　2.3 公钥加密算法　　　　

　　　　　　公钥加密的数据只有私钥能解密，私钥加密的数据同时也只有公钥能解密，私钥可以使用工具创建，但是必须保证其私密性，公钥则可以从私钥中提取。

　　　　　　常见的有RSA,DSS等等，注意公钥加密一般用来加密密钥，因此使用公钥加密远比对称加密复杂，每次数据都使用公钥加密不合理。

　2.4 密钥交换

　　　　　　　假设有2台机器A和B，B生成了密钥，现在他要把密钥信息告知给A，直接在网上传输是不可靠的，因此以安全的方式进行密钥共享，我们把这称为密钥交换。

　　　　　　　实现密钥交换的方法很多，比如可以使用公钥加密(非对称加密)

　　　　　　　B使用A的公钥，注意B只能获取A的公钥去加密对称密钥，再传给A，此时要想解密必须拥有A的私钥，因此只有A才能解密，考虑上加密后的密钥依旧在网络上传输，不可否认依旧拥有一定风险。

　　　　　　　因此现在更倾向于用DH(Deffie-Helllman)算法进行密钥交换，大体思路如下(理解不深):　　

　　　　　　　　　服务器A：使用协商的2个素数p,g　

　　　　　　　　　服务器B：使用2个协商的素数p,g

　　　　　　　　　((p^y)%g)^x = ((p^x)%g)^y 这就是协商后的密钥

　　　　　　　现在出现了DH算法的一些变种，比如椭圆曲线算法ECDH，临时椭圆曲线算法(ECDHE)，都可以实现安全密钥交换

　3. 如何在通信中使用加密技术

　　　　假设有服务器A和服务器B进行通信，B如何安全把数据传输给A，假设数据都data

　　　　服务器B如何加密数据，并且发送：

    • 第一步：服务器B计算出data的特征码，使用单向加密算法，假设是md5，得到结果code
    • 第二步：服务器B使用公钥加密算法，生成pri_b_key(私钥)和pub_b_key(公钥)，并且开放pub_b_key
    • 第三步：服务器B使用自己的私钥pri_b_key加密code得到en_code（加密之后的特征码），这被称为数字签名
    • 第四步：服务器B使用熵池中的随机数生成对称加密算法的临时密钥，这里的随机性很重要，一定要保证不能是伪随机，加密整段数据，包括en_code,data
    • 第五步：服务器B使用密钥交换将对称加密的临时密钥key共享给服务器A

　　　　服务器A如何解密数据，并且验证：

    • 第一步：服务器A得到key，进行解密，得到en_code,data
    • 第二步：服务器A通过“可靠手段”获取服务器B的公钥pub_b_key
    • 第三步：服务器A使用pub_b_key解密en_code得到code，如果可以解密，说明确实是服务器B发送的，因为能用公钥解密的只能是私钥加密的数据
    • 第四步：服务器A使用相同的单向加密算法md5，加密data和code进行比较，如果相同，说明数据data的完整性可以得到保障，因为特征码的计算是单向的，只有这个data能得到这个code

　　　　总结：

　　　　　　以上便是安全通信的基本原理，引入了概念数字签名，利用数字签名可以验证数据的来源可靠和数据完整，但是以上依旧存在漏洞，就是服务器A如何通过可靠的手段获取服务器B的公钥，一个服务器有这么多客户端，如何保证这些客户端都能够简单轻易而又可靠的获取到公钥，因此，需要第三方机构的介入

　　

　　4. 安全证书

　　　　　　

　　　　　　什么是安全证书？如何证明收到的公钥就是原本预想的那台服务器的公钥，获取在传输的过程中已经被第三方给篡改了，为了解决该问题，可以使用由数字证书认证机构(CA,Cerificate Authority)和其相关结构颁发的公开密钥证书。

　　　　　　数字证书认证机构处于客户端和服务器双方都信赖的第三方结构立场上。威力信(VeriSign)就是其中一家。数字认证机构的业务流程：

    • 首先，服务器的运营人员向数字证书机构提出公开密钥的申请。　　　　　　　　　　
    • 数字证书认证机构在判明提出申请者的身份之后，会对已经申请的公开密钥做数字签名，然后分配这个已经已经签名的公开密钥，将公开密钥放入公钥证书，然后绑定在一起
    • 服务器会将这份公钥证书发送给客户端
    • 客户端收到之后会对这份公钥做验证，验证上面的数字签名，一旦验证通过可以确认：1.认证服务器的公开密钥的是真实有效大的数字认证机构；2.服务器公开的密钥是值得信赖的

　　　　　　注意：此处认证机关的公开密钥必须安全的交给客户端，比如多数浏览器开发商发布版本时，会事先植入。认证机构信誉第一~！

　　　　　　

　　　　　　在X.509 V3中定义了证书的结构记忆认证协议标准，包含以下内容，粗体的为重要内容:

　　　　　　　　版本号

　　　　　　　　序列号

　　　　　　　　签名算法

　　　　　　　　发行者名称　　

　　　　　　　　有效期限

　　　　　　　　主体名称　　如果是https://www.baidu.com 则必须是www.baidu.com这样的名称，否则验证不通过

　　　　　　　　主体公钥　　就是为了传递这东西

　　　　　　　　发行者的唯一标识

　　　　　　　　主题的唯一标识

　　　　　　　　扩展

　　　　　　　　发行者的签名

　　　　如何验证证书？

　　　　　　验证发行者的唯一标识

　　　　　　使用发行者的公钥开验证数字签名来源是否可靠

　　　　　　使用相同的特征算法验证数字签名内容是否完整

　　　　　　验证主体名称

　　　　　　验证证书是否过期

　　　　　　验证证书是否被吊销

　　　　　　ok，安全的获取到了证书上主体公钥

　　5. HTTPS

　　　　5.1 Handshake的大致流程

　　　　　　某些特殊场景，可能需要客户端验证身份，比如银行的转账，网银啊，此时客户端的证书密钥在你的电子狗(外部)或者其他可靠设备中，这里不加讨论！

　　　　　　步骤1：客户端发送Client hello报文开始SSL通信，报文中含有客户端支持的SSL版本，加密组件(Cipher Suite)列表（使用的加密算法，密钥长度等等）

　　　　　　步骤2：服务器端进行SSL通信时，会以Server Helllo进行回应，和客户端一样，在报文中有SSL版本和加密组件，服务器的加密组件是从客户端报文中筛选出来的，即要使用的不一定是最新的版本和算法，一定是服务端和客户端都支持的

　　　　　　步骤3：服务器发送Certificate报文，报文中含有公开密钥证书

　　　　　　步骤4：服务器端发送Server Hello Done报文通知客户端，最初阶段的SSL握手协商部分完成

　　　　　　步骤5：SSL第一次握手完整之后，客户端验证证书，提取公钥并且以Client Key Exchange报文作为回答。报文中包含通信加密中使用的一种被称为Pre-master secret的随机密码串。该报文已经使用步骤三中的公钥进行加密

　　　　　　步骤6：客户端继续发送Change Cipher Spec报文。该报文会提示服务器，之后的通信都是使用Pre-master secret密钥加密

　　　　　　步骤7：客户端发送Finished报文，该报文中含有连接至今全部报文的整体校验值，这次握手协商能否成功，要以服务器能否正确解密该报文作为判定标准。　　　　　　　　　　　

　　　　　　步骤8：服务器端同样发送Change Cipher Spec报文

　　　　　　步骤9：服务器同样发送Finished报文

　　　　　　步骤10：服务器端和客户端的Finished报文交换完毕，代表SSL连接建议完成，以后的通信都受SSL的安全保护

　　　　　　步骤11：开启HTTP应用层的通信，此时应用层还会附加MAC(Message Authentication Code)的报文摘要，该摘要可以查知报文是否篡改，从而保护报文的完整性

　　　　

　　　　5.2 SSL和TLS

　　　　　　HTTPS中使用SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security）这2个协议。

　　　　　　一般我们说的SSL不是指个狭义上的SSL协议，SSL技术是由网景公司开发的，目前主导权在IETF手中，有1.0,2.0,3.0 即使是3.0 谷歌也发现了其中依然有安全隐患，IETF以SSL3.0为基准，制定了tls1.0,1,1,1.2版本，我们说的SSL一般统称这2种协议

　　　　　　现在主流版本应该是TLS1.2

　　　　5.3 HTTPS性能问题

　　　　　　首先，https确实有性能问题，SSL慢有两种：　　

　　　　　　　　一种是通信慢，和使用HTTP相比，网络负载会变为2-100倍...，除去和TCP连接，发送HTTP请求响应以外，还必须进行SSL通信，因此必须会慢

　　　　　　　　另一种是处理慢，客户端和服务端都要进行额外的处理，比如说进行加密和解密，确实会占用更多的系统资源

　　　　

　　　　　　该问题无法解决，但是可以改善，比如有一种SSL加速器（专用服务器）可以改善该问题，该硬件确实可以提高数倍SSL的计算速度...

二、演示:Openssl

　　　　这里使用开源软件openSsl，即SSL协议的开源实现来演示，并用httpd简单静态资源服务器模拟一下

　　　　这里使用vmware虚拟机，有2台服务器，系统是Centos6.5，ysz202(192.168.1.202)和ysz204192.168.1.204)，其中ysz202作为CA证书服务器，ysz204作为httpd服务器

　　　　httd是2.2

第一步： 自建私有CA服务器　

　　模拟一个CA服务器，只要在服务器上生成一个自签证书，并为CA提供所需要的目录以及文件即可

　　首先简要介绍一下openssl服务器，在ysz202服务器上

　　

# 查看httpd的配置文件~]# rpm -qc httpd# 看一下里面的内容~]# vim /etc/pki/tls/openssh.cnf

　　内容大概如下：

[ ca ] ca子命令，下面这样一段表示一个子命令，比如说[ req ]等等
default_ca      = CA_default            # The default ca section

####################################################################
[ CA_default ]

dir             = /etc/pki/CA           # Where everything is kept 工作目录
certs           = $dir/certs            # Where the issued certs are kept 证书放置位置
crl_dir         = $dir/crl              # Where the issued crl are kept 吊销证书放置位置
database        = $dir/index.txt        # database index file. 数据库文件在哪
#unique_subject = no                    # Set to ‘no‘ to allow creation of
                                        # several ctificates with same subject.
new_certs_dir   = $dir/newcerts         # default place for new certs.

certificate     = $dir/cacert.pem       # The CA certificate CA自签证书位置
serial          = $dir/serial           # The current serial number 递增的证书序列号
crlnumber       = $dir/crlnumber        # the current crl number
                                        # must be commented out to leave a V1 CRL
crl             = $dir/crl.pem          # The current CRL
private_key     = $dir/private/cakey.pem# The private key CA自己的私钥
RANDFILE        = $dir/private/.rand    # private random number file

x509_extensions = usr_cert              # The extentions to add to the cert

# Comment out the following two lines for the "traditional"
# (and highly broken) format.
name_opt        = ca_default            # Subject Name options
cert_opt        = ca_default            # Certificate field options

# Extension copying option: use with caution.
# copy_extensions = copy

# Extensions to add to a CRL. Note: Netscape communicator chokes on V2 CRLs
# so this is commented out by default to leave a V1 CRL.
# crlnumber must also be commented out to leave a V1 CRL.

按照上面的配置文件来建立文件和目录...

# 1.生成私钥命令，使用umask077; 表示在下面子shell中指定文件掩码
# 这样生成的密钥别人不允许访问
(umask 077; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 4096)
# 2.生成自签证书
openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -out /etc/pki/CA/cacert.pem -days 3655
# 3. 为CA创建所需要的目录以及文件
mkdir  -pv  /etc/pki/CA/{certs,crl,newcerts}
touch  /etc/pki/CA/{serial,index.txt}
echo 01 > /etc/pki/CA/serial

说明：

　　1.openssl命令:

　　　　-new: 表示创建新证书

　　　　-x509:表示是测试自签证书，创建私有CA用

　　　　-key:生成请求时候用到的私钥路径

　　　　-out:输出文件列表

　　　　-days:证书有效时长

　　　然后会进入一个交互式窗口，注意输出的主体名称必须是互联网上的主机名，这里我用的是ysz202

　　2.创建的文件就是配置文件中指定的内容　

　　

第二步：在ysz204上创建公钥，并且请求ysz202签名

　　　　　

　　　　

　　　　

　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　　　　　

　　

　　　　

　　　　

　　　　

　　

时间： 2024-10-13 03:10:10

SSL读书笔记的相关文章

[读书笔记]白帽子讲WEB安全-第二章

声明:     读书笔记是我在阅读过程中做的一些笔记,并在其中添加自己的思考.文章中会涉及到部分书籍原文内容,如有侵权,请联系告知并删除.     原文一切版权归本书作者所有,其他思考痕迹保留所有权. ======================================== 第2章 浏览器安全 2.1 同源策略 同源策略(Same Origin Policy)是一种约定,它是浏览器最核心也是最基本的安全功能. 浏览器的同源策略,限制了来之不同源的"document"或脚本,对当

《C#图解教程》读书笔记之三：方法

本篇已收录至<C#图解教程>读书笔记目录贴,点击访问该目录可获取更多内容. 一.方法那些事儿 (1)方法的结构:方法头-指定方法的特征,方法体-可执行代码的语句序列: (2)方法的调用:参数.值参数.引用参数.输出参数.参数数组: ①参数: 形参-本地变量,声明在参数列表中:形参的值在代码开始之前被初始化: 实参-实参的值用于初始化形参: ②值参数: 为形参在栈上分配内存,将实参的值复制到形参: ③引用参数: 不为形参在栈上分配内存,形参的参数名作为实参变量的别名指向同一位置,必须使用ref关

《C#图解教程》读书笔记之五：委托和事件

本篇已收录至<C#图解教程>读书笔记目录贴,点击访问该目录可获取更多内容. 一.委托初窥:一个拥有方法的对象 (1)本质:持有一个或多个方法的对象:委托和典型的对象不同,执行委托实际上是执行它所"持有"的方法.如果从C++的角度来理解委托,可以将其理解为一个类型安全的.面向对象的函数指针. (2)如何使用委托? ①声明委托类型(delegate关键字) ②使用该委托类型声明一个委托变量 ③为委托类型增加方法 ④调用委托执行方法 (3)委托的恒定性: 组合委托.为委托+=增加

《Effective C++》读书笔记汇总

我之前边读<Effective C++>边写下每个条款的读书笔记,这一版是C++11之前的版本.这里我将每个条款令我印象深刻的点小结一下. 1.C++包括:Plain C(面向过程).OOP(面向对象).模板(泛型和模板元编程).STL(C++标准库). 2.用inline.enum.const代替#define.#define定义的宏,一旦复杂起来,高手都很难掌控.不要带入C的习惯. 3.灵活使用const前缀.不需要进行改变的数据加上const前缀.指针的const前缀有两种形式,cons

【读书笔记】《Linux内核设计与实现》内核同步介绍&内核同步方法

简要做个笔记,以备忘. 需同步的原因是,我们并发访问了共享资源.我们将访问或操作共享资源的代码段称"临界区",如果两个执行线程处于同一临界区中同时执行,称"竞争条件".这里术语执行线程指任何正在执行的代码实例,如一个在内核执行的进程.一个中断处理程序或一个内核线程. 举个简单例子,i++操作.该操作可以转换为下面的机器指令序列: 1.得到当前变量i的值,并保存到一个寄存器. 2.将寄存器的值加1. 3.将i的新值写回到内存中. 当两个线程同时进入这个临界区,若i初值

鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇读书笔记（7）：Linux文件与目录管理

这一章主要讲述的是如何操作与管理Linux系统中的文件和目录,主要包括目录间的切换,目录的创建与删除,文件的创建与删除,文件的查找,文件内容的查看等等. 前一章中已经讲过相对路径以及绝对路径,绝对路径就是指从根目录("/")开始写起的路径名,而相对路径绝不会由根目录开始写起,相反,相对路径是相对于当前工作目录的路径名.Linux操作系统中有几个特殊的目录: . 代表此层目录: .. 代表上一层目录: - 代表前一个工作目录: ~ 代表当前用户身份所在的主文件夹: ~account 代表

《30天自制操作系统》读书笔记（2）hello, world

让系统跑起来 要写一个操作系统,我们首先要有一个储存系统的介质,原版书似乎是06年出版的,可惜那时候没有电脑,没想到作者用的还是软盘,现在的电脑谁有软驱?不得已我使用一张128M的SD卡来代替,而事实上你用的是U盘还是软盘对我们的操作系统没有影响,缺点是你的U盘刷入系统后容量只能是1440 MB,即当年流行的3.5英寸软盘的大小,当然不用担心,再格式化一次(用DiskGeniu),就可以恢复. 我做事情的话,总是怕自己的努力的结果白费了,害怕辛辛苦苦看完这本书但是发现做出来的东西现在根本没法用,

《巴菲特与索罗斯的投资习惯》读书笔记

巴菲特与索罗斯的投资习惯 收益与风险 收益越高风险越大,或者风险越大收益越高都是没有道理的,风险和收益逻辑上不一定是正相关的,只不过收益越高,人们愿意承担的风险越高而已. 降低风险的同时提高收益是不矛盾的.但风险控制应优先于收益. 同样的事情,对你来说是危险的,但对于高手来说则没有风险,因此,为了降低风险,尽力成为高手吧 关于投资 赚钱只是投资的目的而已,投资策略才是投资的手段. 只是将注意力集中在目的上是没有意义的,因为它只是你的手段所产生的自然结果. 因此我们需要把注意力几种在对投资策略的调

Javascript读书笔记：函数定义和函数调用

定义函数 使用function关键字来定义函数,分为两种形式: 声明式函数定义: function add(m,n) { alert(m+n); } 这种方式等同于构造一个Function类的实例的方式: var add = new Function("m", "n", "alert(m+n);"); Function类构造方法的最后一个参数为函数体:"alert(m+n);",前面的都是函数的形参,参数必须是字符串形式的:&