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传输层安全协议

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传输层安全协议(Transport Layer Security Protocol,TLSP)

目录

什么是传输层安全协议[1]

  传输层安全协议(Secure Sockets Layer,缩写作SSL)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。当服务器和客户机进行通信,TLS确保没有第三方能窃听或盗取信息。TLS是SSL的后续协议。

TLSP的构成[1]

  TLSP由2层构成:TLS记录协议和TLS握手协议。TLS记录协议使用机密方法,如数据加密标准(DES),来保证连接安全。TLS记录协议也可以不使用加密技术。TLS握手协议使服务器和客户机在数据交换之前进行相互鉴定,并协商加密算法和密钥。

  TLS协议是基于Netscape的SSL3.0协议的;但是,TLS和SSL不能同时使用。TLS协议包含一个允许TLS实现退到SSL3.0的机制。最新的浏览器版本都支持TLS。1996年颁布的TLSWorkingGroup继续在TLS协议及相关应用中使用。

TLSP的保护方式[2]

  TLSP有两种办法向通信协议提供保护。第一个办法是给用TLS加密的通信分配一个新端口(比如端口80和443)。第二个办法是对通信协议进行升级,在里面加上TLS协议的功能。

TLSP与SSL的区别[3]

  (1)版本号不同。

  虽然TLS的记录格式与SSL的记录格式相同,且头中各域的含义也相同,但其版本值不同。TLS版本中,主版本号为3,从版本号为1。

  (2)消息认证码不同。

  TLS和SSL的MAC模式有两点不同:算法不同及MAC计算范围不同。TLS使用由RFC2104定义的HMAC算法,且TLS中MAC的计算不仅包含了SSL中MAC计算的各个域,还增加了一个体现协议版本号的域TLSCompressed。

  (3)伪随机函数不同。

  TLS使用称为PRF的伪随机函数将密码扩展成生成密钥的数据分组,其目的是使用相对较小的共享密码值,生成较长的数据分组,以防止对Hash函数和MAC的攻击。同时为了保证PRF的足够安全,PRF同时使用了MD5和SHA一1两种Hash函数。

  (4)报警消息不同。

  TLS支持除无证书外的SSL定义的所有报警消息,并且还定义了许多附加的消息,主要有如下消息。

  • 解密失败消息(decryption_failed):使用不正确的方法解密密文,或长度不是分组长度的整数倍,或填充值不正确。
  • 记录溢出消息(record_overflow):接收的TLS记录中的载荷长度超过214 + 2048字节,或密文解密后长度超过214+1024。
  • 未知的认证中心消息(unkown_ca):接收到正确的证书链或部分链,但由于证书不能定位或不能与可信任的认证中心匹配而不接收证书。
  • 拒绝访问消息(access_denied):接收到合法证书,但发送者拒绝进行协商访问。
  • 解码出错消息(decode_error):由于域超出了指定范围或消息长度不正确使得消息不被解码。
  • 输出限制消息(export_restricition):密钥长度的输出限制无法达成一致。
  • 协议版本消息(protocol_version):客户端试图协商的协议版本可以识别但不被支持。
  • 安全不足消息(insufficient_security):服务器需要的安全级别客户端无法支持时协商失败的返回值,以代替握手失败。
  • 中间出错消息(internal_error):与对方或协议正确性无关的中间环节出错,使得无法继续操作。
  • 解密出错消息(decrypt_error):握手密码访问失败,包括无法验证签名、解密密钥交换或校验完成的消息。
  • 用户取消消息(user_canceled):握手由于某些与协议错误的无关原因而被取消。
  • 不再重新协商消息(no_renegotiation):由客户端响应Hello请求或服务器在初始握手后响应客户端的Hello。通常应答消息都会导致重新协商,但该报警消息表明发送者不能重新协商。
  (5)密码组不同。

  TLS和SSL提供的密码组有一些小的差别。其中,对于密钥交换算法,TLS支持除Fortezza外的所有SSL定义的密钥交换算法;对于对称加密算法,TLS包括除Fortezza外的所有SSL定义的对称加密算法。

  (6)客户端证书类型不同。

  TLS定义的证书类型中不包括在SSL中定义的rsa_ephemeral_dh、dss_ephem_eral_dh及fortezza_kea证书类型,且TLS不包含Fortezza模式,仅使用rsa_sign和dss_sign类型对Diffie_Hellman参数加密。

  (7)证书验证及完成消息不同。

  TLS证书验证消息(certificate{verify)中,MD5和SHA-1的Hash值只根据握手消息计算,而SSL中Hash值的计算还包含主密钥和填充值。与SSL中的完成消息(Finished)相比,TLS中的完成消息基于共享主密钥、先前的握手消息以及标识服务器或客户端标签的Hash数据。

  (8)密码计算方法不同。

  TLS中次密钥的计算方法与SSL中的相同,但TLS主密钥是次密钥和两个随机Hello值的Hash值,其计算方法与SSL中的不同。

  (9)填充值不同。

  SSL在加密前,采用填充域使得用户数据为加密所需分组长度的最小整数倍。而在TLS中,填充域长度不超过255个字节,使用户数据为加密所需分组长度的任意整数倍。其可变的填充值可以防止基于交换消息长度分析的攻击。

参考文献

  1. 1.0 1.1 中国信息安全测评中心编著.WEB系统安全和渗透性测试基础.航空工业出版社,2009
  2. 步山岳,张有东编著.计算机信息安全技术.高等教育出版社,2005
  3. 蒋睿,陆哲明等编著.网络信息安全理论与技术.华中科技大学出版社,2007
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