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HTTPS通信中的SSL握手:原理、步骤及技术细节解析

文章标题:HTTPS通信中的SSL握手:原理、步骤及技术细节解析

一、引言

随着互联网技术的不断发展,网络安全问题日益受到关注。

HTTPS作为一种安全的网络通信协议,通过SSL(Secure Sockets Layer)握手过程实现了数据加密传输,有效保护了用户隐私和数据安全。

本文将详细解析HTTPS通信中的SSL握手原理、步骤及技术细节。

二、HTTPS与SSL概述

HTTPS是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议,它基于HTTP协议,但添加了SSL协议的支持。

SSL是一种安全的传输层协议,用于在网络传输层之间提供数据加密和安全保障。

通过SSL握手过程,HTTPS可以在客户端和服务器之间建立一个加密通道,确保数据在传输过程中的安全性。

三、SSL握手原理

SSL握手是HTTPS通信中的关键过程,其原理可以概括为三个阶段:

1. 密钥交换:通过双方交换随机数等参数,生成一个共享的密钥。

2. 身份验证:确认通信对方的身份,确保数据的机密性和完整性。

3. 生成会话密钥:根据前面的交换参数及双方证书信息,生成会话密钥,用于后续数据的加密传输。

四、SSL握手步骤及技术细节解析

SSL握手的具体步骤包括以下几个阶段:

1. 客户端发送问候(Client Hello)

客户端向服务器发送一个包含随机生成的随机数、支持的加密算法列表等信息的数据包。

2. 服务器回应(Server Hello)

服务器接收到客户端的问候后,返回一个包含服务器随机生成的随机数、选择的加密算法等信息的数据包。服务器还会向客户端发送自己的证书。

3. 客户端验证服务器证书

客户端接收到服务器证书后,会验证证书的合法性,确认服务器的身份。如果证书验证通过,则继续下一步;否则,客户端会终止连接。

4. 客户端密钥交换及证书(可选)

客户端根据双方随机数和所选加密算法生成一个预主密钥(Pre-Master Secret),并将客户端的证书发送给服务器(如果有)。在这个阶段,客户端还可以选择进行双向认证,要求服务器提供客户端证书。

5. 服务器验证客户端证书(可选)

如果客户端发送了证书,服务器会验证客户端证书的合法性。如果验证通过,则继续下一步;否则,服务器会终止连接。

6. 生成会话密钥并协商完成握手

在验证完对方的证书后,双方会根据之前的随机数和所选加密算法,共同生成会话密钥。此时,SSL握手过程完成,双方可以进行安全的数据传输。

技术细节方面,SSL握手过程中涉及的主要技术包括:公钥基础设施(PKI)、数字证书、加密算法等。

公钥基础设施PKI为通信双方提供了身份认证和授权服务;数字证书用于存储通信双方的公钥信息,确保数据的机密性和完整性;加密算法则用于数据加密和解密过程。

SSL握手过程中还涉及一些优化技术,如会话恢复、会话缓存等,以提高通信效率。

五、结论

SSL握手是HTTPS通信中的核心过程,它通过密钥交换、身份验证和生成会话密钥等步骤,实现了数据的加密传输和安全保障。

本文详细解析了SSL握手的原理、步骤及技术细节,有助于读者深入了解HTTPS通信中的安全机制。

随着互联网技术的不断发展,网络安全问题愈发重要。

掌握SSL握手原理及技术应用,对于保障网络安全具有重要意义。


ssl应用原理

SSL工作原理 2007-03-08 22:15 SSL 是一个安全协议,它提供使用 TCP/IP 的通信应用程序间的隐私与完整性。

因特网的 超文本传输协议 (HTTP)使用 SSL 来实现安全的通信。

在客户端与服务器间传输的数据是通过使用对称算法(如 DES 或 RC4)进行加密的。

公用密钥算法(通常为 RSA)是用来获得加密密钥交换和数字签名的,此算法使用服务器的SSL数字证书中的公用密钥。

有了服务器的SSL数字证书,客户端也可以验证服务器的身份。

SSL 协议的版本 1 和 2 只提供服务器认证。

版本 3 添加了客户端认证,此认证同时需要客户端和服务器的数字证书。

SSL 握手 SSL 连接总是由客户端启动的。

在SSL 会话开始时执行 SSL 握手。

此握手产生会话的密码参数。

关于如何处理 SSL 握手的简单概述,如下图所示。

此示例假设已在 Web 浏览器 和 Web 服务器间建立了 SSL 连接。

图SSL的客户端与服务器端的认证握手 (1) 客户端发送列出客户端密码能力的客户端“您好”消息(以客户端首选项顺序排序),如 SSL 的版本、客户端支持的密码对和客户端支持的数据压缩方法。

消息也包含 28 字节的随机数。

(2) 服务器以服务器“您好”消息响应,此消息包含密码方法(密码对)和由服务器选择的数据压缩方法,以及会话标识和另一个随机数。

注意:客户端和服务器至少必须支持一个公共密码对,否则握手失败。

服务器一般选择最大的公共密码对。

(3) 服务器发送其SSL数字证书。

(服务器使用带有 SSL 的 X.509 V3 数字证书。

) 如果服务器使用 SSL V3,而服务器应用程序(如 Web 服务器)需要数字证书进行客户端认证,则客户端会发出“数字证书请求”消息。

在 “数字证书请求”消息中,服务器发出支持的客户端数字证书类型的列表和可接受的CA的名称。

(4) 服务器发出服务器“您好完成”消息并等待客户端响应。

(5) 一接到服务器“您好完成”消息,客户端( Web 浏览器)将验证服务器的SSL数字证书的有效性并检查服务器的“你好”消息参数是否可以接受。

如果服务器请求客户端数字证书,客户端将发送其数字证书;或者,如果没有合适的数字证书是可用的,客户端将发送“没有数字证书”警告。

此警告仅仅是警告而已,但如果客户端数字证书认证是强制性的话,服务器应用程序将会使会话失败。

(6) 客户端发送“客户端密钥交换”消息。

此消息包含 pre-master secret (一个用在对称加密密钥生成中的 46 字节的随机数字),和 消息认证代码 ( MAC )密钥(用服务器的公用密钥加密的)。

如果客户端发送客户端数字证书给服务器,客户端将发出签有客户端的专用密钥的“数字证书验证”消息。

通过验证此消息的签名,服务器可以显示验证客户端数字证书的所有权。

注意: 如果服务器没有属于数字证书的专用密钥,它将无法解密 pre-master 密码,也无法创建对称加密算法的正确密钥,且握手将失败。

(7) 客户端使用一系列加密运算将 pre-master secret 转化为 master secret ,其中将派生出所有用于加密和消息认证的密钥。

然后,客户端发出“更改密码规范” 消息将服务器转换为新协商的密码对。

客户端发出的下一个消息(“未完成”的消息)为用此密码方法和密钥加密的第一条消息。

(8) 服务器以自己的“更改密码规范”和“已完成”消息响应。

(9) SSL 握手结束,且可以发送加密的应用程序数据。

https如何进行加密传输

HTTPS在传输数据之前需要客户端(浏览器)与服务端(网站)之间进行一次握手,在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。

TLS/SSL协议不仅仅是一套加密传输的协议,更是一件经过艺术家精心设计的艺术品,TLS/SSL中使用了非对称加密,对称加密以及HASH算法。

握手过程的具体描述如下:1.浏览器将自己支持的一套加密规则发送给网站。

2.网站从中选出一组加密算法与HASH算法,并将自己的身份信息以证书的形式发回给浏览器。

证书里面包含了网站地址,加密公钥,以及证书的颁发机构等信息。

3.浏览器获得网站证书之后浏览器要做以下工作: a) 验证证书的合法性(颁发证书的机构是否合法,证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等),如果证书受信任,则浏览器栏里面会显示一个小锁头,否则会给出证书不受信的提示。

b) 如果证书受信任,或者是用户接受了不受信的证书,浏览器会生成一串随机数的密码,并用证书中提供的公钥加密。

c) 使用约定好的HASH算法计算握手消息,并使用生成的随机数对消息进行加密,最后将之前生成的所有信息发送给网站。

4.网站接收浏览器发来的数据之后要做以下的操作: a) 使用自己的私钥将信息解密取出密码,使用密码解密浏览器发来的握手消息,并验证HASH是否与浏览器发来的一致。

b) 使用密码加密一段握手消息,发送给浏览器。

5.浏览器解密并计算握手消息的HASH,如果与服务端发来的HASH一致,此时握手过程结束,之后所有的通信数据将由之前浏览器生成的随机密码并利用对称加密算法进行加密。

这里浏览器与网站互相发送加密的握手消息并验证,目的是为了保证双方都获得了一致的密码,并且可以正常的加密解密数据,为后续真正数据的传输做一次测试。

另外,HTTPS一般使用的加密与HASH算法如下:非对称加密算法:RSA,DSA/DSS对称加密算法:AES,RC4,3DESHASH算法:MD5,SHA1,SHA256

公钥的传输的方法

公钥的传输方法?是用户如何得到对方的公钥?挂网站上或者直接用U盘就可以了问加密传输的话那么就是非对称加密

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