SSL通信详解

一、SSL协议的握手过程

开始加密通信之前，客户端和服务器首先必须建立连接和交换参数，这个过程叫做握手（handshake）。

假定客户端叫做爱丽丝，服务器叫做鲍勃，整个握手过程可以用下图说明（点击看大图）。

握手阶段分成五步。

第一步，爱丽丝给出协议版本号、一个客户端生成的随机数（Client random），以及客户端支持的加密方法。

第二步，鲍勃确认双方使用的加密方法，并给出数字证书、以及一个服务器生成的随机数（Server random）。

第三步，爱丽丝确认数字证书有效，然后生成一个新的随机数（Premaster secret），并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，发给鲍勃。

第四步，鲍勃使用自己的私钥，获取爱丽丝发来的随机数（即Premaster secret）。

第五步，爱丽丝和鲍勃根据约定的加密方法，使用前面的三个随机数，生成”对话密钥”（session key），用来加密接下来的整个对话过程。

上面的五步，画成一张图，就是下面这样。

二、私钥的作用

握手阶段有三点需要注意。

（1）生成对话密钥一共需要三个随机数。

（2）握手之后的对话使用”对话密钥”加密（对称加密），服务器的公钥和私钥只用于加密和解密”对话密钥”（非对称加密），无其他作用。

（3）服务器公钥放在服务器的数字证书之中。

从上面第二点可知，整个对话过程中（握手阶段和其后的对话），服务器的公钥和私钥只需要用到一次。这就是CloudFlare能够提供Keyless服务的根本原因。

某些客户（比如银行）想要使用外部CDN，加快自家网站的访问速度，但是出于安全考虑，不能把私钥交给CDN服务商。这时，完全可以把私钥留在自家服务器，只用来解密对话密钥，其他步骤都让CDN服务商去完成。

上图中，银行的服务器只参与第四步，后面的对话都不再会用到私钥了。

三、DH算法的握手阶段

整个握手阶段都不加密（也没法加密），都是明文的。因此，如果有人窃听通信，他可以知道双方选择的加密方法，以及三个随机数中的两个。整个通话的安全，只取决于第三个随机数（Premaster secret）能不能被破解。

虽然理论上，只要服务器的公钥足够长（比如2048位），那么Premaster secret可以保证不被破解。但是为了足够安全，我们可以考虑把握手阶段的算法从默认的RSA算法，改为 Diffie-Hellman算法（简称DH算法）。

采用DH算法后，Premaster secret不需要传递，双方只要交换各自的参数，就可以算出这个随机数。

上图中，第三步和第四步由传递Premaster secret变成了传递DH算法所需的参数，然后双方各自算出Premaster secret。这样就提高了安全性。

四、session的恢复

握手阶段用来建立SSL连接。如果出于某种原因，对话中断，就需要重新握手。

这时有两种方法可以恢复原来的session：一种叫做session ID，另一种叫做session ticket。

session ID的思想很简单，就是每一次对话都有一个编号（session ID）。如果对话中断，下次重连的时候，只要客户端给出这个编号，且服务器有这个编号的记录，双方就可以重新使用已有的”对话密钥”，而不必重新生成一把。

上图中，客户端给出session ID，服务器确认该编号存在，双方就不再进行握手阶段剩余的步骤，而直接用已有的对话密钥进行加密通信。

session ID是目前所有浏览器都支持的方法，但是它的缺点在于session ID往往只保留在一台服务器上。所以，如果客户端的请求发到另一台服务器，就无法恢复对话。session ticket就是为了解决这个问题而诞生的，目前只有Firefox和Chrome浏览器支持。

上图中，客户端不再发送session ID，而是发送一个服务器在上一次对话中发送过来的session ticket。这个session ticket是加密的，只有服务器才能解密，其中包括本次对话的主要信息，比如对话密钥和加密方法。当服务器收到session ticket以后，解密后就不必重新生成对话密钥了。

【寒江雪】SSL通信详解相关推荐

HTTPS简介以及SSL协议详解
HTTPS简介以及SSL协议详解 1.HTTPS简介 2.SSL协议介绍 2.1.SSL协议的功能 2.2.SSL协议在协议栈的位置 2.3.SSL协议组成 2.3.1.纪录协议的功能 2.3.2.S ...
OS--进程间通信详解(二)
OS–进程间通信详解(二) 文章目录 OS--进程间通信详解(二) 一.进程间通信 1.互斥量 Futexes Pthreads中的互斥量 2.管程 3.消息传递消息传递系统的设计要点用消息传递解 ...
OS--进程间通信详解(一)
OS–进程间通信详解(一) 文章目录 OS--进程间通信详解(一) 一.进程间通信 1.竞态条件 2.临界区 3.忙等互斥屏蔽中断锁变量严格轮询法 Peterson 解法 TSL指令 4.睡眠与 ...
Java串口通信详解(转)
Java串口通信详解(转) 作者:denimcc 日期:2007-05-11 序言说到开源,恐怕很少有人不挑大指称赞.学生通过开源代码学到了知识,程序员通过开源类库获得了别人的成功经验及能够 ...
【流媒体服务器Mediasoup】 NodeJs与C++信令通信详解及Linux下管道通信的详解（五）
目录前言匿名管道进程间通信进程间管道的创建与图解 MediaSoup中的管道创建 MediaSoup Channel的创建 NodeJs和 C++ 管道通信的过程 MediaSoup 消息确认 ...
【STM32】标准库与HAL库对照学习教程八--串口通信详解
[STM32]标准库与HAL库对照学习教程八--串口通信详解一.前言二.准备工作三.通信的基本概念 1.通信方式 2.串行通信与并行通信 (1)串行通信 (2)并行通信 3.异步通信与同步通信 ...
IIC通信协议（硬件实现IIC通信详解I）
IIC通信协议什么是IIC协议协议层起始信号和停止信号数据的有效性什么是IIC协议 I2C(Inter-Integrated Circuit)通讯协议是由 Phiilps 公司开发的两线式串 ...
MATLAB与51单片机进行串口通信详解
目录一.51单片机与电脑进行串口通信二.MATLAB串口通信函数三.串口属性四.示例Demo 4.1 MATLAB接收单片机发来的数据 4.2 MATLAB向单片机发送数据控制LED 五.总结 ...
S5PV210串口通信详解
S5PV210串口通信详解 S5PV210概述: S5PV210有4路独立,异步,串行的输入输出IO口,UART支持的通信速率达到3Mbps. 一个周期数据的组成:1位起始位,8位有效数据位,1位奇偶 ...
android传递socket对象,Android Socket通信详解
一.Socket通信简介 Android与服务器的通信方式主要有两种,一是Http通信,一是Socket通信.两者的最大差异在于,http连接使用的是"请求-响应方式",即在请求时 ...

【寒江雪】SSL通信详解