Многослойная среда

Протокол SSL размещается между двумя протоколами: протоколом, который использует программа-клиент (HTTP, FTP, LDAP, TELNET и т.д.) и транспортным протоколом TCP/IP. SSL защищает данные, выступая в роли фильтра для обеих сторон и передаёт их далее на транспортный уровень^[4][5].

Работу протокола можно разделить на два уровня:

1. Слой протокола подтверждения подключения (Handshake Protocol Layer)

2. Слой протокола записи

Первый слой, в свою очередь, состоит из трёх подпротоколов:

1. Протокол подтверждения подключения (Handshake Protocol)

2. Протокол изменения параметров шифра (Cipher Spec Protocol)

3. Предупредительный протокол (Alert Protocol)

Протокол подтверждения подключения используется для согласования данных сессии между клиентом и сервером. К данным сессии относятся:

• Идентификационный номер сессии

• Сертификаты обеих сторон

• Параметры алгоритма шифрования

• Алгоритм сжатия информации

• «Общий секрет» применён для создания ключей; открытый ключ

Протокол подтверждения подключения производит цепочку обмена данными, что в свою очередь начинает аутентификацию сторон и согласовывает шифрование, хеширование и сжатие. Следующий этап — аутентификация участников, которая осуществляется также протоколом подтверждения подключения.

Протокол изменения параметров шифра используется для изменения данных ключа (keyingmaterial) — информации, которая используется для создания ключей шифрования. Протокол состоит всего из одного сообщения, в котором сервер говорит, что отправитель хочет изменить набор ключей.

Предупредительный протокол содержит сообщение, которое показывает сторонам изменение статуса или сообщает о возможной ошибке. Обычно предупреждение отсылается тогда, когда подключение закрыто и получено неправильное сообщение, сообщение невозможно расшифровать или пользователь отменяет операцию.

Цифровые сертификаты

Основная статья: Сертификат открытого ключа

Протокол SSL использует сертификаты для проверки принадлежности открытого ключа его реальному владельцу. Способы получения SSL-сертификата:

1. Использовать сертификат, выданный CA

2. Использовать самоподписанный сертификат

3. Использовать «пустой» сертификат

Самоподписанный сертификат — сертификат, созданный самим пользователем — в этом случае издатель сертификата совпадает с владельцем сертификата. «Пустой» сертификат — сертификат, содержащий фиктивную информацию, используемую в качестве временной для настройки SSL и проверки его функциональности в данной среде.

Среди сертификатов SSL выделяют сертификаты, подтверждающие домен (англ. Domain-validated certificate) и расширенной проверки. Последний связывает доменное имя с реальным физическим или юридическим лицом.

Механизмы образования ключа для текущей сессии в ssl/tls

Существует 4 основных алгоритма для образования ключей: RSA, Fixed Diffie-Hellman, Ephemeral Diffie-Hellman, Anonymous Diffie-Hellman

RSA

Основная статья: RSA

При «утере» приватного ключа RSA криптоаналитик, получивший его, получает возможность расшифровать все записанные прошлые сообщения и будущие сообщения. Реализация обмена ключей в RSA является односторонней: вся необходимая информация для образования симметричного ключа, который создается на этапе рукопожатия, пересылается на сервер и шифруется публичным ключом сервера. Раскрытие приватного ключа даёт возможность узнать симметричный ключ данной сессии.

Diffie-Hellman

Основная статья: Протокол Диффи — Хеллмана

Механизм Fixed Diffie-Hellman использует постоянный публичный ключ, который прописан в сертификате сервера. Это также означает, что при каждом новом соединении клиент предоставляет свою часть ключа. После обмена ключами образуется новый симметричный ключ для обмена информацией для текущей сессии. При раскрытии приватного ключа сервера криптоаналитик может расшифровать ранее записанные сообщения, а также все будущие сообщения. Это становится возможным из-за самого механизма. Так как криптоаналитик знает приватный ключ сервера, он сможет узнать симметричный ключ каждой сессии, и даже тот факт, что механизм образования ключа является двусторонним, не поможет. Механизм Anonymous Diffie-Hellman не предоставляет гарантий секретности, ибо данные передаются незашифрованными. Единственный вариант, при котором гарантируется безопасность прошлых и будущих сообщений — Ephemeral Diffie-Hellman. Разница по сравнению с ранее рассмотренными методами заключается в том, что при каждом новом соединении сервером и клиентом создается одноразовый ключ. Таким образом, даже если криптоаналитику достанется текущий приватный ключ, он сможет расшифровать только текущую сессию, но не предыдущие или будущие сессии.