可信通信(TLS/SSL协议)

比特币,以太坊,超级账本在建立网络连接保证节点间可靠通信的时,都直接采用了**传输层安全性协议(Transport Layer Security)**,TLS协议自从1999年发布以来已经广泛的应用在浏览器,电子邮件等应用中了,经过了大规模的验证,已经成为了互联网上保密通信的工业标准,可以说是目前构建区块链网络间通信的最佳选择。

1、TLS/SSL协议

TLS传输层安全性协议及其前身SSL安全套接层(Secure Sockets Layer)是一种安全协议,目的是为互联网通信提供安全及数据完整性保障。

TLS建立安全通信的方式是通过非对称加密的方式交换对称加密所用到的密钥,对后续的通信采用对称加密的方式确保安全,也就是握手阶段和传输阶段。

2、TLS/SSL握手过程

下面通过客户端(Client)如何向服务端(Server)建立连接。

第一步,客户端以明文的形式发起请求信息(client_hello),其中信息包含;

  • 客户端生成的随机数random_C
  • 支持的最高TLS协议版本
  • 客户端支持的加密套件cipher suites
  • 支持的压缩算法列表
  • 扩展字段

身份加密套件包括: 身份认证算法Au ,采用的密钥交换算法(密钥协商),对称加密算法,信息摘要算法Mac(校验信息的完整性)


第二步,服务端收到客户端发来的请求以后,返回协商的信息(server_hello),其中包括

  • 服务端生成的随机数random_S
  • 使用TLS协议的版本
  • 使用的压缩算法版本
  • 选择的加密套件cipher suites
  • 服务端配置的对应的证书链

第三步,客户端(Server)收到服务端发来的请求以后,首先会检查服务端证书的合法性,如果合法就会进行如下操作;

  • 客户端生成第三个随机数字pre-master
  • 计算协商秘钥enc_key=Func(random_C, random_S, pre-master)
  • 计算之前通信的所有参数的hash作为sessionSecret

sessionSecret和用数字证书携带的公钥加密pre-master发送给服务器(Server)


第四步,服务端(Server)收到客户端发来的请求后,会进行如下操作

  • 用私钥解密或者pre-master的值
  • 基于random_Srandom_Cpre-master计算协商秘钥enc_key=Func(random_C, random_S, pre-master)
  • 验证sessionSecret

服务端进行完上面的操作以后,会用协商秘钥加密sessionSecret作为encrypted_handshake_message消息发送给客户端。


第五步,客户端(Client)接收到encrypted_handshake_message消息以后,会用自己计算出的协商密钥解密encrypted_handshake_message查看里面sessionSecret是否和自己生成的一致,如果一致则用协商出来的密钥加密后续的通信。

sessionSecret就是TLS协议传输阶段对称加密所用到的密钥。

3、双向认证

上面的整个过程,都是客户端单向认证服务端,也是最为常用的场景。同时,服务端也可以要求验证客户端,比较常见的场景就是大额网银汇款转账会需要在电脑上插入U盾

U盾中包含银行签发的证书用来验证客户端。

双向认证在单向认证第二步的时候,服务器会要求客户端发送证书,来校验客户端证书有效性。

TLS通过上面的五个步骤完成了密钥的协商,其中用到了三个随机数random_C,random_S,pre-master,而如何通过三个随机数完成密钥交换就需要用到密钥协商算法。

相关推荐
ZPC821013 小时前
scp 网间拷贝
网络协议·tcp/ip·ssl·信息与通信
xixixi777771 天前
一句话解释:NB-IoT 技术
物联网·信息与通信
whale fall1 天前
sub3G、sub6G和LB、MB、HB、MHB、LMHB、UHB之间的区别和联系
信息与通信
Yvonne爱编码2 天前
零基础学习数据采集与监视控制系统SCADA
学习·信息可视化·信息与通信·数据可视化
whale fall2 天前
EN-DC和CA的联系与区别
信息与通信
Evaporator Core2 天前
信息安全工程师软考进阶:第二章密码学与应用深度习题解析
密码学
whale fall3 天前
sub3G和sub6G的区别和联系
信息与通信
長琹3 天前
AES加密算法详细加密步骤代码实现--身份证号码加解密系统
网络·数据库·人工智能·python·密码学
耐达讯通信技术4 天前
耐达讯自动化RS485与Profinet双向奔赴,伺服驱动器连接“稳稳拿捏”
运维·人工智能·物联网·网络协议·自动化·信息与通信
耐达讯通信技术4 天前
嘎嘎厉害!耐达讯自动化RS485转Profinet网关就是食品温控的“天选之子”
运维·服务器·网络·人工智能·网络协议·自动化·信息与通信