TLS四次握手相關總結

一、為什么要使用TLS/SSL

明文傳播的通信信息存在三大風險:

竊聽風險
篡改風險
冒充風險

SSL/TLS協議是為了解決這三大風險而設計的：

所有信息加密傳播，第三方無法竊聽
具有校驗機制，一旦被篡改，通信雙方會立即發現
配備身份證書，防止被冒充

二、AES256-ECB運行機制

sequenceDiagram participant Client participant Server Client->>Server:QueryPrivateKey Server->>Server:Static Key Encrypt Session Key Server->>Client:QueryPrivateKeyRsp(Session Key) Client->>Client:Static Key Decrypt Session Key Client->>Server:Connect Server->>Client:ConnectResponse Client->Server:Session Key Encrypt Message loop Client->Server:Encrypted Message end

三、TLS/SSL的運行機制

sequenceDiagram opt 客戶端請求 Client->>Server:Client Hello(Client Random) end opt 服務器響應 Server->>Client:Server Hello(Server Random) Server->>Server:CA Private Key Encrypt Server Public Key Server->>Client:Certificate(Server Public Key) Server->>Server:Server Private Key Encrypt Server DH Parameter Server->>Client:Server Key Exchange(Server DH Parameter) Server->>Client:Certificate Request Server->>Client:Sever Hello Done end Client->>Client:CA Public Key Decrypt Server Public Key Client->>Client:Server Public Key Decrypt Server DH Parameter opt 客戶端響應 Client->>Client:CA Private Key Encrypt Client Public Key Client->>Server:Certificate(Client Public Key) Client->>Client:Client Private Key Encrypt Client DH Parameter Client->>Server:Client Key Exchange(Client DH Parameter) Client->>Server:Certificate Verify(Signature) Client->>Server:Change Cipher Spec Client->>Server:Finished end Server->>Server:CA Public Key Decrypt Client Public Key Server->>Server:Client Public Key Decrypt Server DH Parameter opt 服務器響應 Server->>Client:Change Cipher Spec Server->>Client:Finished end Client->Server:Session Key = f(CR, SR, g(CDH, SDH)) Client->Server:Public Key Encrypt Session Key Client->Server:Session Key Encrypt Application Data loop Client->Server:Application Data end

1、客戶端請求(Client Hello)

客戶端向服務端發出加密通信請求消息：Client Hello，提供以下內容：

（1） Version:支持的協議版本，比如TLS 1.2版。
（2） Random:客戶端生成的隨機數，生成"會話密鑰"的第一個參數。
（3） Cipher Suites:支持的加密方法，比如RSA公鑰加密或DIffie-Hellman算法。
（4） Compression Methods:支持的壓縮方法。

2、服務端請求(Server Hello)

服務器收到客戶端請求后，向客戶端發出回應，服務器的回應包含以下內容:

SeverHello

（1） Version:確認使用的加密通信協議版本，比如TLS 1.2版本。如果瀏覽器與服務器支持的版本不一致，服務器關閉加密通信。
（2） Random:一個服務器生成的隨機數，生成"會話密鑰"的第二個參數。
（3） **CiperSuite:確認使用的加密方法，比如RSA公鑰加密或DIffie-Hellman算法。
（4） Compression Methods:使用的壓縮方法。

Other

（1） Certificate:服務器證書。存放CA加密后的服務器公鑰和服務器身份信息。
（2） Server Key Exchange(DIffie-Hellman):發送加密的服務端DH參數給客戶端，后續客戶端與服務端之間通過冪運算(DHE)或點乘運算(ECDHE)算出相同的值，做為生成"會話密鑰"的第三個參數。
（3） Certificate Request:請求客戶端證書。
（4） Server Hello Done:消息發送完畢，等待客戶端消息。

3、客戶端響應

客戶端收到服務器回應以后，首先驗證服務器證書。如果證書不是可信機構頒布、或者證書中的域名與實際域名不一致、或者證書已經過期，就會向訪問者顯示一個警告，由其選擇是否還要繼續通信。

如果證書沒有問題，客戶端就會從證書中取出服務器的公鑰。然后，向服務器發送下面三項信息。

（1） Certificate:客戶端證書。存放CA加密后的服務器客戶端公鑰和服務器客戶端身份信息。
（2） Client Key Exchange(DIffie-Hellman):發送加密的客戶端DH參數服務端，后續客戶端與服務端之間通過冪運算(DHE)或點乘運算(ECDHE)算出相同的值，做為生成"會話密鑰"的第三個參數。
（3） Certificate Verify:私鑰簽名之前所有的握手數據發給服務器驗證，證明這個客戶端證書是自己發的。
（4） Change Cipher Spec:編碼改變通知，表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發送。
（5） Finished:客戶端握手結束通知，表示客戶端的握手階段已經結束。這一項同時也是前面發送的所有內容的hash值，用來供服務器校驗。

4、服務器響應

此時客戶端和服務端都收到了對端發送的DH參數，經過數學運算，兩端會算數相同的pre-master key。根據：

client random（明文）
server random（明文）
pre-master key（未經信道傳輸，而是計算而出的密文）

服務器和客戶端會根據以上三個參數計算生成本次會話所用的"會話密鑰"。

服務端向客戶端最后發送下面信息：

（1）Change Cipher Spec:編碼改變通知，表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發送。
（2）Finished:服務器握手結束通知，表示服務器的握手階段已經結束。這一項同時也是前面發送的所有內容的hash值，用來供客戶端校驗。

上面第一項的隨機數，是整個握手階段出現的第三個隨機數，又稱"pre-master key"。有了它以后，客戶端和服務器就同時有了三個隨機數，接著雙方就用事先商定的加密方法，各自生成本次會話所用的同一把"會話密鑰"。

至此，整個握手階段全部結束。接下來，客戶端與服務器進入加密通信，就完全是使用普通的HTTP協議，只不過用會話密鑰加密內容。

FAQ

TLS加密套件

ADD TTTLSPOLICY

ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384-1
ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384-1
DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384-1
ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256-1
ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256-1
DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256-1

冪運算	點乘運算	非對稱算法	分組算法	對稱算法	散列算法
DHE	ECDHE	RSA;ECDSA	DES;AES	ECB;CBC;GCM	MD5;SHA

密鑰交換算法	簽名算法	加密算法	摘要算法
DHE;ECDHE;RSA	RSA;ECDSA	RSA;ECB;CBC;GCM	MD5; SHA

DHE 算法

使用一個質數p的整數模n乘法群以及其原根g

服務端與客戶端協定使用 p=23以及base g=5。

服務端選擇一個加密后的整數a=6，計算A = g^a mod p并發送給客戶端。

Server Key Exchange:A = 5⁶ mod 23 = 8

客戶端選擇一個加密后的整數b=15，計算B = g^b mod p并發送給服務端。

Client Key Exchange:B = 515 mod 23 = 19

服務端計算S1 = B^a mod p

196 mod 23 = 2

客戶端計算S2 = A^b mod p

815 mod 23 = 2

得 S1 == S2 = 2，即為生成"會話密鑰"的第三個參數

posted @ 2025-07-07 09:27 謝哥在彼方閱讀(20) 評論(0) 收藏舉報

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謝哥在彼方

澤學家，思維江化

TLS四次握手相關總結

一、為什么要使用TLS/SSL

二、AES256-ECB運行機制

三、TLS/SSL的運行機制

1、客戶端請求(Client Hello)

2、服務端請求(Server Hello)

SeverHello

Other

3、客戶端響應

4、服務器響應

FAQ

TLS加密套件

DHE 算法

使用一個質數p的整數模n乘法群以及其原根g

Server Key Exchange:A = 5⁶ mod 23 = 8

Client Key Exchange:B = 515 mod 23 = 19

196 mod 23 = 2

815 mod 23 = 2

公告

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一、為什么要使用TLS/SSL

二、AES256-ECB運行機制

三、TLS/SSL的運行機制

1、客戶端請求(Client Hello)

2、服務端請求(Server Hello)

SeverHello

Other

3、客戶端響應

4、服務器響應

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DHE 算法

使用一個質數p的整數模n乘法群以及其原根g

Server Key Exchange:A = 56 mod 23 = 8

Client Key Exchange:B = 515 mod 23 = 19

196 mod 23 = 2

815 mod 23 = 2

公告

Server Key Exchange:A = 5⁶ mod 23 = 8