SSL的三次握手协议数据包剖析

摘要:随着电子商务的发展,网络信息安全变的越发重要,SSL协议就是为了保证端到端的信息安全传递而提出的,该协议基于是公开密钥技术,保证了通信的保密性和真实性。通过wireshark软件捕获SSL 三次握手协议数据包分析,深入了解三次握手过程。

关键词:SSL wireshark软件三次握手

SSL(Secure Sockets Layer)安全套接层协议由Netscape公司设计开发,SSL安全协议是对Internet上计算机之间对话进行加密的协议,相当于在消费者和商家之间建立一条保密通道以传递金融信息,SSL 安全协议同时使用公共密钥和私有密钥加密技术。

1 SSL的握手过程分析

SSL协议在握手阶段协商加密算法,验证服务器并建立用于数据加密和MAC的密钥。通过wireshark软件捕获淘宝网的电子交易数据,并通过wireshark软件中的过滤器工具栏过滤出SSL协议的相关数据,过滤结果如(图1)所示。

从过滤的结果中可以看出,得到了需要的SSL通信数据。SSL的握手过程是由180号数据包、184号数据包、185号数据包和188号数据包构成。

1.1 180号数据包(Client Hello)

该数据包是客户机发给服务器第一个数据包,用来发起SSL连接。Handshake Protocol展开可以看到Client Hello包含7个字段,分别为:Handshake Type(握手报文类型)字段、Length(握手报文长度)字段、Handshake Type(握手报文类型)字段、Version(版本)字段、Random(随机数)字段、Cipher Suites(密码套件)字段、Compression Methods(压缩方法)字段、Extensions(扩展)字段。

1.2 184号“Server hello”包

184号包是服务器对客户机的响应,若客户端同意握手就返回“Server Hello”消息,否则返回握手失败报警消息。该数据包由Server Hello、Certificate、Server Hello Done三部分内容组成,因此这是一个多握手消息数据包。

1.3 185号“Client Key Exchange,Change Cipher Spec,Encrypted Handshake Message”包

该包是由客户机发至服务器的,长为380个字节。185号包由握手协议的Client Key Exchange(客户密钥交换报文)、Encrypted Handshake Message(加密握手报文)以及更改密码参数协议的Change Cipher Spec(改变密码参数报文)构成。Client Key Exchange(客户密钥交换报文)完成了客户机与服务器交换Pre-master Secret(预置主秘密),它的长度为258字节。Pre-master Secret(预置主秘密)的用途是:将它的两个Hash函数SHA-1和MD5来产生一个48字节的主秘密。再利用“主

秘密”的两个Hash函数来产生SSL通信所需要的6个密钥和初始矢量。Change Cipher Spec(改变密码参数报文)是客户端发送的,长度为1字节,用于修改密文的参数。Encrypted Handshake Message(加密握手报文)是客户机使用服务器的公钥加密后的握手报文,它的长度是48字节,服务器收到该报文后使用自己的私有密钥进行解密。

1.4 188号“Change Cipher Spec,Encrypted Handshake Message”包

这是服务器发送给客户机的数据包,由Change Cipher Spec(改变密码参数报文)和Encrypted Handshake Message(加密的握手报文)构成。长度为1字节的Change Cipher Spec(改变密码参数)报文,用来通知客户端启用新建立的参数和密码秘密。该报文用服务器的私钥加密后传给客户机,客户机收到后用服务器的公钥解密。服务器发送的该报文中还包含了一个长度为48字节的Encrypted Handshake Message(加密的握手报文),它用服务器自己的私钥加密。至此客户机与服务器之间的握手进程结束,一个安全的SSL传输通道建立完成。

2 结语

SSL协议是现在最流行的网络安全协议之一,它保护了通信双方的安全[3]。本文通过对捕获的SSL数据进行了分析,通过剖析数据包深入了解SSL的三次握手过程,从总体上来看SSL协议是一个全面而又完善的安全协议。

参考文献

[1] 雷震甲.网络工程师教程[M].清华大学出版社,2010.

[2] Jazib Frahim,Qiang Huang.SSL Remote Access VPNS[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[3] 刘强.基于SSL协议的网络安全系统研究与设计[D].山东大学硕士学位论文,2009.