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第六章_安全套接层协议SSL


规则A
信息保险箱
打开保险箱
SSL服务器证书工作原理介绍
第四步:进行安全通信
原文 原文
1、2、3
无意义文字
规则A
1、2、3
5、8、9
规则A
SSL当初并不是为支持电子商务而设计的,所以 在电子商务系统的应用中还存在很多弊端:

SSL是一个面向连接的协议,在涉及多方的电 子交易中,只能提供交易中客户与服务器间的 双方认证,而电子商务往往是客户、网站、银 行三家协作完成, SSL协议并不能协调各方间的 安全传输和信任关系; 购货时客户要输入通信地址,这样将可能使得 客户收到大量垃圾信件。


6.2 SSL握手协议(Handshake protocol)

主要用来让客户端及服务器确认彼此的身分。
为了保护SSL记录封包中传送的数据, Handshake协议还能协助双方选择连接时所会 使用的加密算法、MAC算法、及相关密钥。


在传送应用程序的数据前,必须使用 Handshake 协议来完成上述事项。
目前我国开发的电子支付系统,无论是中国 银行的长城卡电子支付系统,还是上海长途 电信局的网上支付系统,均没有采用SSL协 议,主要原因就是无法保证客户资金的安全 性。

6.1.4 SSL协议的分层结构

SSL的设计概念是希望使用TCP来提供一个可 靠的端对端的安全性服务。SSL并不是单一个 协议,而是由二层协议来组成

一个保证任何安装了安全套接字的客户 和服务器间事务安全的协议,它涉及所 有TCP/IP应用程序 IPSec SSL
SSL TCP IP/IPSec OS TCP IP
Lower layers
Lower layers

SSL协议可用于保护正常运行于TCP之上的任何 应用协议,如HTTP、FTP、SMTP或Telnet的通 信,最常见的是用SSL来保护HTTP的通信。
SSL协议的优点在于它是与应用层协议无关的。 高层的应用协议(如HTTP、FTP、Telnet等) 能透明地建立于SSL协议之上。 SSL协议在应用层协议之前就已经完成加密算 法、通信密钥的协商以及服务器的认证工作。 在此之后应用层协议所传送的数据都会被加密, 从而保证通信的安全性。



SSL协议使用通信双方的客户证书以及CA根证 书,允许客户/服务器应用以一种不能被偷听 的方式通信,在通信双方间建立起了一条安全 的、可信任的通信通道。
协议的使用

https:// 与shttp://

在网络上传输的敏感信息(如电子商务、金融 业务中的信用卡号或PIN码等机密信息)都纷 纷采用SSL来进行安全保护。 SSL通过加密传输来确保数据的机密性,通过 信息验证码(Message Authentication Codes, MAC)机制来保护信息的完整性,通过数字证 书来对发送和接收者的身份进行认证。
SSL证书保障在线服务器的安全
服务器身份验证
—— 防假冒
—— 防偷窥 —— 防删节 —— 防篡改
网络信息发送内容加密 网络信息发送完整性检测 网络信息发送内容修改提醒
SSL流程
客户端证 书 SSL 安全通道 服务器证 书
浏览器
Client hello
Web服务器 Server hello 建立协议版本、会话ID、交换随机数 Server Certificate 送出服务器证书, Certificate Request 请求客户端证书 ServerKeyExchange



连接状态

Client write key:用于client 进行数据加密,server进行数 据解密的对称保密密钥; Initialization vectors: 当数据加密采用CBC方式时,每一 个密钥保持一个IV。该字段首先由SSL Handshake Protocol产生,以后保留每次最后的密文数据块作为IV。 Sequence number: 每一方为每一个连接的数据发送与接 收维护单独的顺序号。当一方发送或接收一个改变的 cipher spec message时,序号置为0, 最大264-1。


SSL握手协议包含四个阶段:第一个阶段 建立安全能力;第二个阶段服务器鉴别和 密钥交换;第三个阶段客户鉴别(可选的) 和密钥交换;第四个阶段完成握手协议。
SSL的两个重要概念


SSL连接(connection) 一个连接是一个提供一种合适类型服务的传输(OSI 分层的定义)。 SSL的连接是点对点的关系。 连接是暂时的,每一个连接和一个会话关联。 SSL会话(session) 一个SSL会话是在客户与服务器之间的一个关联。会 话由Handshake Protocol创建。会话定义了一组可供 多个连接共享的密码安全参数。 会话用以避免为每一个连接提供新的安全参数所需昂 贵的协商代价。



SSL协议运行的基点是商家对客户信息保 密的承诺。但在上述流程中SSL协议有利 于商家而不利于客户。 客户的信息首先传到商家,商家阅读后 再传到银行,这样,客户资料的安全性 便受到威胁。

随着电子商务参与方的迅速增加,认证问题 越来越突出,SSL协议的缺点完全暴露出来。 SSL协议逐渐被新的SET协议所取代。


6.1.3 SSL协议与电子商务

SSL 提供了用于启动 TCP/IP 连接的安 全性“信号交换”。



这种信号交换导致客户和服务器同意将使用 的安全性级别,并履行连接的任何身份验证 要求。 通过数字签名和数字证书可实现浏览器和 Web服务器双方的身份验证。 在用数字证书对双方的身份验证后,双方就 可以用保密密钥进行安全的会话了。
应用数据
SSL服务器证书工作原理介绍
第一步:身份验证
服务器身份证
发证机构 — CA
身份验证
我是卓越服务器
卓务器证书工作原理介绍
第二步:发明密语规则
发明
密语规则
1、2、3
原文
规则A
5、8、9
密语
SSL服务器证书工作原理介绍
第三步:密语规则共享
获得规则
规则A
SSL协议具有两层结构:



其底层是SSL记录协议层(SSL Record Protocol Layer),简称记录层。 其高层是SSL握手协议层(SSL Handshake Protocol Layer),简称握手层.
应用层协议(HTTP、Telnet、FTP、 SMTP等)
SSL握手协议(Handshake Protocol)

服务器对客户的身份认证


建立服务器与客户之间安全的数据通道

SSL提供的安全服务

用户和服务器的合法性认证

using X.509v3 digital certificates using one of DES, Triple DES, IDEA, RC2, RC4, … using MAC with MD5 or SHA-1
SSL记录协议(Record Protocol)
SSL协议
TCP协议
IP协议 图6.2 SSL协议的分层结构

SSL协议定义了两个通信主体:客户 (client)和服务器(server)。其中, 客户是协议的发起者。
在客户/服务器结构中,应用层从请求服 务和提供服务的角度定义客户和服务器, 而SSL协议则从建立加密参数的过程中所 扮演的角色来定义客户和服务器。
第六章 安全套接层协议SSL
SSL概述 SSL体系结构与协议 SSL协议的安全性分析 SSL的应用

目前国际上流行的电子商务所采用的 协议主要有:


安全套接层协议(Secure Sockets Layer,SSL) 基于信用卡交易的安全电子协议(Secure Electronic Transaction,SET) 安全HTTP(S-HTTP)协议 安全电子邮件协议(PEM、S/MIME等) 用于公对公交易的Internet EDI等。 此外在Internet网上利用Ipsec标准建设虚拟专用 网,利用VPN为企业、政府提供一些基本的安 全服务,

Handshake由一些客户与服务器交换的 消息所构成,每一个消息都含有以下三 个字段:



类型(Type),1字节:表示消息的类型,总 共有十种。在表二中列出了这些已经定义的 消息种类。 长度(Length),3字节:消息的位组长度。 内容(Content),≧1个字节:与此消息有关 的参数,表6.1列出所有可能的参数。
送出客户端证书
Client Certificate ClientKeyExchange Certificate Verify ChangeCipherSpec Finished
ChangeCipherSpec Finished Application Data
改变密码套,结束握手
Application Data
6.1 SSL概述

SSL协议是一种国际标准的加密及身份认 证通信协议
目标:SSL被设计用来使用TCP提供一个 可靠的端到端安全服务,为两个通讯个 体之间提供保密性和完整性(身份鉴别)。

SSL/TLS协议



1994年Netscape开发了SSL(Secure Socket Layer)安全套 接层协议,专门用于保护Web通讯 版本和历史 1.0,不成熟 2.0,基本上解决了Web通讯的安全问题 Microsoft公司发布了PCT(Private Communication Technology),并在IE中支持 3.0,1996年发布,增加了一些算法,修改了一些缺陷 TLS 1.0(Transport Layer Security传输层安全协议, 也 被称为SSL 3.1),1997年IETF发布了Draft,同时, Microsoft宣布放弃PCT,与Netscape一起支持TLS 1.0 1999年,发布RFC 2246(The TLS Protocol v1.0)
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