HTTPS:网络安全攻坚战 (2)

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为了避免这类消息发生,我们需要给摘要也通过会话密钥进行加密,这样就看不到摘要明文信息了,能更好的保证信息的安全性了。

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可见,离开了机密性,完整性也就无从说起了。

5.3.5、数字签名

到目前为止,我们还有一个问题没有解决,那就是:怎么知道我们要连接的网站不是伪造的呢,如果是伪造的,即使他给了我们他的公钥,也是可以成功进行加解密的,因为他给的公钥给他自己的私钥本身就是一对。

如下图,客户端的请求被中间人截获了,中间人给了客户端自己的公钥,最终客户端把消息发给了中间人,中间人这个时候是可以解密密文拿到原始数据的。然后中间人请求实际的服务器,拿到了实际服务器的公钥,再把消息转发给实际的服务器。这样就窃取了客户端的信息了。

中间人攻击

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为了避免拿到假的公钥,所以我们需要一个权威机构帮忙验证这个公钥是不是真的。

通过CA机构生成数字证书

这个时候我们请来了权威的机构,来帮忙我们生成网站公钥的数字证书:

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如上图,服务器和CA机构分别有一对密钥,服务器请求CA机构把服务器公钥生成一个数字证书,生成流程:

CA机构通过摘要算法生成公钥的摘要;

CA机构通过自己的CA私钥以及特定的签名算法加密摘要,生成签名;

把签名、服务器公钥,以及其他基本信息打包放入数字证书中。

最后,CA机构把生成的数字证书返回给服务器。

服务器配置好生成的证书,以后客户端连接服务器,都先把这个证书返回给客户端,让客户端验证并获取服务器的公钥。

服务器公钥验证流程

客户端接收到服务器发送的数字证书和CA机构的公钥,通过CA机构的公钥对数字证书上的签名进行验证。

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验证过程:

使用CA公钥和声明的签名算法对CA中的签名进行解密,得到服务器公钥的摘要内容;

拿到证书里面的服务器公钥,用摘要算法生成摘要内容,与第一步的结果对比,如果一致,则说该证书就是合法的,里面的公钥是正确的,否则证书就是非法的。

谁来保证CA的公钥的正确性?

服务器验证的时候,需要拿到数字证书发布机构的CA公钥,但是怎么证明这个CA公钥是正确的呢?这个时候就需要有更大的CA帮小的CA的公钥做认证了,一层一层的背书,最顶层的CA,Root CA,称为根证书,作为信任链的根,是全球皆知的的极大著名CA,这些根证书一般会内置到操作系统中。

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大家可以到操作系统的证书目录下,或者浏览器,看看证书文件里面都有什么内容。

思考题:

即使证书验证通过了,这样就能够保证安全了么,想想还有没有其他原因导致请求的网站身份不可信的;

有了CA机构,就没法进行中间人攻击了吗?

5.3.6、算法总结

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我们来总结一下上面提到的各种算法的作用:

签名算法:通过数字证书,和CA公钥,验证获取到的服务器公钥的可靠性,保证了认证性;

密钥交换算法 + 对称加密算法:通过交换的密钥,进行加密通信,保证了机密性和不可否认性;

摘要算法:保证完整性。

本文首次发表于: HTTPS:网络安全攻坚战 以及公众号 Java架构杂谈,未经许可,不得转载。

5.4、HTTPS连接过程

HTTS连接访问比HTTP多了一步TLS连接:DNS解析,TCP连接、TLS连接

最关键的就是TLS连接,这里我们重点来分析。

其中TLS连接认证分为单向认证和双向认证:

单向认证 :服务器提供证书,客户端验证服务器证书;

双向认证 :服务器客户端分别提供证书给对方,并互相验证对方的证书。

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