Что означает ssl connection
Всё о SSL-сертификатах простыми словами: устройство, типы, выбор
Если вы уже сталкивались с созданием собственного сайта, то наверняка краем уха слышали про сертификат SSL и HTTPS — поэтому в нашем новом посте расскажем, как защитить данные посетителей сайта, чем HTTPS отличается от HTTP, что такое SSL-сертификат и какие виды сертификатов существуют?
Что такое SSL-сертификат
SSL (Secure Sockets Layer — уровень защищённых сокетов) — это протокол шифрования, который позволяет кодировать данные для более безопасного обмена.
Проще говоря, сертификат обеспечивает зашифрованное соединение между человеком и используемым сайтом. Когда вы смотрите видео на YouTube, загружаете фотографию в Facebook или открываете Instagram, ваш браузер и сервер обмениваются информацией.
Благодаря SSL информация, которая передаётся, защищена от посторонних: администратора Wi-Fi сети, провайдера, оператора и других лиц — значит она не может быть перехвачена и использована в мошеннических целях. Кроме того, SSL-сертификат выступает в качестве подтверждения надёжности ресурса и даёт возможность проверить, кто является его настоящим владельцем.
Можно сказать, что SSL-сертификат — это своего рода уникальная цифровая подпись сайта.
Такой сертификат нужен всем сайтам, которые в каком-либо виде работают с персональными данными пользователей: от логинов и паролей до более подробных. В первую очередь это, конечно, банки, платёжные системы, интернет-магазины и коммерческие платформы.
Проверить наличие SSL несложно. Для этого достаточно посмотреть на адресную строку в браузере. Слева от адреса сайта вы увидите значок с изображением закрытого замка.
А если на сайт установлен OV или EV сертификат, то при клике на замочек, появятся данные об организации, которой принадлежит сайт.
В таких типах сертификатов во вкладке «Подробнее» вы найдёте следующую информацию:
Разница между HTTP и HTTPS
Как вы уже знаете, каждый вбитый в поисковую строку запрос проходит путь от вас (пользователя) к серверу и обратно. Такая коммуникация возможна благодаря работе протокола HTTP. Аббревиатура расшифровывается как Hypertext Transfer Protocol. И всем он хорош — только данные не шифрует, а значит злоумышленники могут перехватить вашу личную информацию (данные банковских карт, пароли, реквизиты).
Для безопасности данных был внедрён протокол HTTPS — HyperText Transfer Protocol Secure (то есть защищённый протокол HTTP). В этом случае передача данных осуществляется по такому же протоколу, но с криптографическим шифрованием, о чём говорит дополнительная буква «S». HTTPS работает благодаря SSL/TLS-сертификату.
SSL/TLS-сертификат ― это цифровая подпись сайта. С её помощью подтверждается его подлинность.
Перед тем как установить защищённое соединение, браузер запрашивает этот SSL-сертификат и обращается к центру сертификации, чтобы подтвердить легальность документа. Если он действителен, то браузер и сервер доверяют друг другу и договариваются о разовом шифре. Так происходит каждую сессию, то есть каждый раз при обмене запросами и ответами. Вот откуда взялась и что означает «S» в HTTPS.
Каким сайтам нужен SSL?
SSL-сертификат необходимо подключать к сайтам, которые работают с финансами и персональными данными пользователей. Это интернет-магазины, банки, платёжные системы, социальные сети, почтовые сервисы и любые другие проекты.
SSL-сертификат лучше ставить с самого начала, чтобы иметь более высокие позиции в поисковых системах. Если всё же изначально не использовался сертификат, то переехать можно быстро, а вот поисковики могут увидеть это только спустя пару месяцев. Тем более сегодня поставить SSL можно и бесплатно.
Какие виды SSL-сертификатов есть и кто их выдаёт?
Есть специальные центры сертификации или как ещё называют — удостоверяющие центры (УЦ). Вы могли встречать названия таких УЦ: Symantec, Comodo, GlobalSign, Thawte, GeoTrust, DigiCert. Они подтверждают подлинность ключей шифрования с помощью сертификатов электронной подписи.
Кроме того, есть проекты, CloudFlare или LetsEncrypt, где можно получить сертификат бесплатно и самостоятельно. Такой сертификат выпускается на 3 месяца и далее требует продления. Однако во время их установки и дальнейшей работы есть ряд нюансов, которые стоит учитывать. Например, при выборе сертификата Cloudflare учтите, что он выдаётся сразу на 50 сайтов. Тем самым сертификат будет защищать не только ваш домен, но и ещё несколько чужих, что несёт за собой риски безопасности. Также у Cloudflare нет печати доверия. Если говорить о недостатках LetsEncrypt, то сюда можно отнести поддержку далеко не всех браузеров, отсутствие гарантии сохранности данных сайта и печати доверия.
Печать доверия — это особый знак, позволяющий посетителям видеть, что соединение с вашим сайтом и все передаваемые данные надёжно защищены.
Итак, существует несколько типов SSL-сертификатов по источнику подписи и типу проверки данных.
Так вот, разница между самоподписанными сертифкатами и, выданными УЦ, как раз и заключается в том, что браузер знаком с УЦ и доверяет ему, и при использовании такого сертификата ваш посетитель никогда не увидит огромное уведомление о небезопасности ресурса. Купить такой SSL-сертификат можно как напрямую в УЦ, так и через хостинг-провайдеров.
Подписанные доверенным центром сертификаты, в свою очередь, тоже подразделяются по типу проверки данных:
Сертификаты всех указанных типов обеспечивают шифрование трафика между сайтом и браузером. Кроме того, у них есть дополнительные опции:
Какой SSL-сертификат выбрать?
Итак, мы определились с тем, что SSL-сертификаты различаются между собой не только брендом и ценой. Сегодняшний ассортимент предложений предусматривает широкий круг задач, для которых может потребоваться SSL.
Например, если вы просто хотите уберечь пользователей вашего веб-сайта от навязчивых предупреждений браузера о посещении непроверенного сайта, будет достаточно за несколько минут получить простой DV (Domain Validation) сертификат. Если же вы используете свою интернет-площадку для операций, требующих повышенного уровня безопасности данных компании и клиентов — стоит задуматься об EV (Extended Validation) сертификате. А если вы используете не один, а несколько веб-адресов для сайта или сайтов компании — для вас на рынке представлены сертификаты Wildcard и SAN.
Для выбора оптимального сертификата для определённого сайта нужно изучить, что предлагают центры сертификации, обращая внимание на следующие аспекты:
4 причины установить SSL-сертификат
Безопасность данных
Конечно же, стоит начать с этого пункта, ведь в этом заключается основная цель использования SSL-сертификатов. Если вы работаете с персональными данными пользователей, вам просто необходимо их шифровать при передаче к серверу. Само по себе использование сертификата не лекарство от всех бед, злоумышленники могут перехватить данные ещё до момента передачи их на сервер на заражённом компьютере или устройстве посетителя сайта. Однако использование протокола шифрования — значительный вклад в снижение уязвимости сайта.
Доверие к сайту
Пользователи привыкают, что все крупные проекты используют SSL-сертификаты. Надпись «Защищено» и замочек дают посетителю сайта представление о том, что он и его данные находятся в безопасности.
Поддержка сторонних сервисов
Некоторые платёжные системы (Яндекс.Деньги) и сервисы (Голосовой помощник Google Chrome) работают только с сайтами с HTTPS протоколом. Если специфика вашей работы подразумевает взаимодействие с аналогичными сервисами, рекомендуем вам установить SSL-сертификат.
Фактор ранжирования
Google не раз заявлял, что поддержка HTTPS протокола станет одним из факторов ранжирования. Для Яндекса сайты по HTTP и HTTPS протоколам участвуют в ранжировании на равных, однако, поисковик обозначает, что подключать SSL стоит, если на сайте можно совершать покупки и другие финансовые операции.
SSL-сертификат от авторитетного УЦ говорит о надёжной защите пользовательских данных — это не только хороший способ заслужить доверие пользователей и поисковых систем, но и большой вклад в стабильное продвижение и развитие сайта.
«Как это работает»: знакомство с SSL/TLS
Мы достаточно часто рассказываем о разных технологиях: от систем хранения до резервного копирования. Помимо этого мы делимся собственным опытом оптимизации работы нашего IaaS-провайдера — говорим об управленческих аспектах и возможностях для улучшения usability сервиса.
Сегодня мы решили затронуть тему безопасности и поговорить об SSL. Всем известно, что сертификаты обеспечивают надежное соединение, а мы разберёмся в том, как именно это происходит, и взглянем на используемые протоколы.
SSL (secure sockets layer — уровень защищённых cокетов) представляет собой криптографический протокол для безопасной связи. С версии 3.0 SSL заменили на TLS (transport layer security — безопасность транспортного уровня), но название предыдущей версии прижилось, поэтому сегодня под SSL чаще всего подразумевают TLS.
Цель протокола — обеспечить защищенную передачу данных. При этом для аутентификации используются асимметричные алгоритмы шифрования (пара открытый — закрытый ключ), а для сохранения конфиденциальности — симметричные (секретный ключ). Первый тип шифрования более ресурсоемкий, поэтому его комбинация с симметричным алгоритмом помогает сохранить высокую скорость обработки данных.
Рукопожатие
Когда пользователь заходит на веб-сайт, браузер запрашивает информацию о сертификате у сервера, который высылает копию SSL-сертификата с открытым ключом. Далее, браузер проверяет сертификат, название которого должно совпадать с именем веб-сайта.
Кроме того, проверяется дата действия сертификата и наличие корневого сертификата, выданного надежным центром сертификации. Если браузер доверяет сертификату, то он генерирует предварительный секрет (pre-master secret) сессии на основе открытого ключа, используя максимально высокий уровень шифрования, который поддерживают обе стороны.
Сервер расшифровывает предварительный секрет с помощью своего закрытого ключа, соглашается продолжить коммуникацию и создать общий секрет (master secret), используя определенный вид шифрования. Теперь обе стороны используют симметричный ключ, который действителен только для данной сессии. После ее завершения ключ уничтожается, а при следующем посещении сайта процесс рукопожатия запускается сначала.
Алгоритмы шифрования
Для симметричного шифрования использовались разные алгоритмы. Первым был блочный шифр DES, разработанный компанией IBM. В США его утвердили в качестве стандарта в 70-х годах. В основе алгоритма лежит сеть Фейстеля с 16-ю циклами. Длина ключа составляет 56 бит, а блока данных — 64.
Развитием DES является алгоритм 3DES. Он создавался с целью совершенствования короткого ключа в алгоритме-прародителе. Размер ключа и количество циклов шифрования увеличилось в три раза, что снизило скорость работы, но повысило надежность.
Еще был блочный шифр RC2 с переменной длиной ключа, который работал быстрее DES, а его 128-битный ключ был сопоставим с 3DES по надежности. Потоковый шифр RC4 был намного быстрее блочных и строился на основе генератора псевдослучайных битов. Но сегодня все эти алгоритмы считаются небезопасными или устаревшими.
Самым современным признан стандарт AES, который официально заменил DES в 2002 году. Он основан на блочном алгоритме Rijndael и скорость его работы в 6 раз выше по сравнению с 3DES. Размер блока здесь равен 128 битам, а размер ключа — 128/192/256 битам, а количество раундов шифрования зависит от размера ключа и может составлять 10/12/14 соответственно.
Что касается асимметричного шифрования, то оно чаще всего строится на базе таких алгоритмов, как RSA, DSA или ECC. RSA (назван в честь авторов Rivest, Shamir и Adleman) используется и для шифрования, и для цифровой подписи. Алгоритм основан на сложности факторизации больших чисел и поддерживает все типы SSL-сертификатов.
DSA (Digital Signature Algorithm) используется только для создания цифровой подписи и основан на вычислительной сложности взятия логарифмов в конечных полях. По безопасности и производительности полностью сопоставим с RSA.
ECC (Elliptic Curve Cryptography) определяет пару ключей с помощью точек на кривой и используется только для цифровой подписи. Основным преимуществом алгоритма является более высокий уровень надежности при меньшей длине ключа (256-битный ECC-ключ сопоставим по надежности с 3072-битным RSA-ключом.
Более короткий ключ также влияет на время обработки данных, которое заметно сокращается. Этот факт и то, что алгоритм эффективно обрабатывает большое количество подключений, сделали его удобным инструментом для работы с мобильной связью. В SSL-сертификатах можно использовать сразу несколько методов шифрования для большей защиты.
Хеш и MAC
Цель хеш-алгоритма — преобразовывать все содержимое SSL-сертификата в битовую строку фиксированной длины. Для шифрования значения хеша применяется закрытый ключ центра сертификации, который включается в сертификат как подпись.
Хеш-алгоритм также использует величину, необходимую для проверки целостности передаваемых данных — MAC (message authentication code). MAC использует функцию отображения, чтобы представлять данные сообщения как фиксированное значение длины, а затем хеширует сообщение.
В протоколе TLS применяется HMAC (hashed message authentication code), который использует хеш-алгоритм сразу с общим секретным ключом. Здесь ключ прикрепляется к данным, и для подтверждения их подлинности обе стороны должны использовать одинаковые секретные ключи, что обеспечивает большую безопасность.
Все алгоритмы шифрования сегодня поддерживают алгоритм хеширования SHA2, чаще всего именно SHA-256. SHA-512 имеет похожую структуру, но в нем длина слова равна 64 бита (вместо 32), количество раундов в цикле равно 80 (вместо 64), а сообщение разбивается на блоки по 1024 бита (вместо 512 бит). Раньше для тех же целей применялся алгоритм SHA1 и MD5, но сегодня они считаются уязвимыми.
Разговоры об отказе от SHA1 велись достаточно давно, но в конце февраля алгоритм был официально взломан. Исследователям удалось добиться коллизии хешей, то есть одинакового хеша для двух разных файлов, что доказало небезопасность использования алгоритма для цифровых подписей. Первая попытка была сделана еще в 2015, хотя тогда удалось подобрать только те сообщения, хеш которых совпадал. Сегодня же речь идет о целых документах.
Сертификаты бывают разные
Теперь, когда мы разобрались, что представляет собой протокол SSL/TLS и как происходит соединений на его основе, можно поговорить и о видах сертификатов.
Domain Validation, или сертификаты с проверкой домена, подходят для некоммерческих сайтов, так как они подтверждают только веб-сервер, обслуживающий определенный сайт, на который был осуществлен переход. Этот вид сертификата самый дешевый и популярный, но не может считаться полностью безопасным, так как содержит только информацию о зарегистрированном доменном имени.
Organization Validation, или сертификаты с проверкой организации, являются более надежными, так как подтверждают еще регистрационные данные компании-владельца. Эту информацию юридическое лицо обязано предоставить при покупке сертификата, а удостоверяющий центр может связаться напрямую с компанией для подтверждения этой информации. Сертификат отвечает стандартам RFC и содержит информацию о том, кто его подтвердил, но данные о владельце не отображаются.
Extended Validation, или сертификат с расширенной проверкой, считается самым надежным. Собственно, зеленый замочек или ярлык в браузере означает как раз то, что у сайта есть именно такой сертификат. О том, как разные браузеры информируют пользователей о наличии сертификата или возникающих ошибках можно почитать тут.
Он нужен веб-сайтам, которые проводят финансовые транзакции и требуют высокий уровень конфиденциальности. Однако многие сайты предпочитают перенаправлять пользователей для совершения платежей на внешние ресурсы, подтвержденные сертификатами с расширенной проверкой, при этом используя сертификаты OV, которых вполне хватает для защиты остальных данных пользователей.
Кроме того, сертификаты могут различаться в зависимости от количества доменов, на которые они были выданы. Однодоменные сертификаты (Single Certificate) привязываются к одному домену, который указывается при покупке. Мультидоменные сертификаты (типа Subject Alternative Name, Unified Communications Certificate, Multi Domain Certificate) будут действовать уже для большего числа доменных имен и серверов, которые также определяются при заказе. Однако за включение дополнительных доменов, свыше определенной нормы, потребуется платить отдельно.
Еще существуют поддоменные сертификаты (типа WildCard), которые охватывают все поддомены указанного при регистрации доменного имени. Иногда могут потребоваться сертификаты, которые будут одновременно включать не только несколько доменов, но и поддомены. В таких случаях можно приобрести сертификаты типа Comodo PositiveSSL Multi-Domain Wildcard и Comodo Multi-Domain Wildcard SSL или (лайфхак) обычный мультидоменный сертификат, где в списке доменов указать также и нужные поддоменные имена.
Получить SSL-сертификат можно и самостоятельно: пара ключей для этого генерируется через любой генератор, например, бесплатный OpenSSL. И такой защищенный канал связи вполне получится использовать для внутренних целей: между устройствами своей сети или приложениями. Но вот для использования на веб-сайте сертификат необходимо приобретать официально, чтобы в цепочке подтверждения сертификатов обязательно имелся корневой сертификат, браузеры не показывали сообщений о небезопасном соединении, а пользователи были спокойны за свои данные.
Почему возникают ошибки SSL-соединения и как их исправить?
Зачастую после установки SSL-сертификатов многие пользователи сталкиваются с ошибками, которые препятствуют корректной работе защищенного протокола HTTPS.
Предлагаем разобраться со способами устранения подобных ошибок.
Что такое SSL?
SSL (Secure Socket Layer) — это интернет-протокол для создания зашифрованного соединения между пользователем и сервером, который гарантирует безопасную передачу данных.
Когда пользователь заходит на сайт, браузер запрашивает у сервера информацию о наличии сертификата. Если сертификат установлен, сервер отвечает положительно и отправляет копию SSL-сертификата браузеру. Затем браузер проверяет сертификат, название которого должно совпадать с именем сайта, срок действия сертификата и наличие корневого сертификата, выданного центром сертификации.
Причины возникновения ошибок SSL-соединения
Когда сертификат работает корректно, адресная строка браузера выглядит примерно так:
Но при наличии ошибок она выглядит несколько иначе:
Существует множество причин возникновения таких ошибок. К числу основных можно отнести:
Давайте рассмотрим каждую из них подробнее.
Проблемы с датой и временем
Если на устройстве установлены некорректные дата и время, ошибка SSL-соединения неизбежна, ведь при проверке сертификата происходит проверка срока его действия. Современные браузеры умеют определять такую ошибку самостоятельно и выводят сообщение о неправильно установленной дате или времени.
Для исправления этой ошибки достаточно установить на устройстве актуальное время. После этого необходимо перезагрузить страницу или браузер.
Ненадежный SSL-сертификат
Иногда при переходе на сайт, защищенный протоколом HTTPS, появляется ошибка «SSL-сертификат сайта не заслуживает доверия».
Одной из причин появления такой ошибки, как и в предыдущем случае, может стать неправильное время. Однако есть и вторая причина — браузеру не удается проверить цепочку доверия сертификата, потому что не хватает корневого сертификата. Для избавления от такой ошибки необходимо скачать специальный пакет GeoTrust Primary Certification Authority, содержащий корневые сертификаты. После скачивания переходим к установке. Для этого:
После вышеперечисленных действий можно перезагрузить устройство и проверить отображение сайта в браузере.
Брандмауэр или антивирус, блокирующие сайт
Некоторые сайты блокируются брандмауэром Windows. Для проверки можно отключить брандмауэр и попробовать зайти на нужный сайт. Если SSL-сертификат начал работать корректно, значит дело в брандмауэре. В браузере Internet Explorer вы можете внести некорректно работающий сайт в список надежных и проблема исчезнет. Однако таким образом вы снизите безопасность своего устройства, так как содержимое сайта может быть небезопасным, а контроль сайта теперь отключен.
Также SSL может блокировать антивирусная программа. Попробуйте отключить в антивирусе проверку протоколов SSL и HTTPS и зайти на сайт. При необходимости добавьте сайт в список исключений антивируса.
Включенный экспериментальный протокол QUIC
QUIC — это новый экспериментальный протокол, который нужен для быстрого подключения к интернету. Основная задача протокола QUIC состоит в поддержке нескольких соединений. Вы можете отключить этот протокол в конфигурации вашего браузера.
Показываем как отключить QUIC на примере браузера Google Chrome:
Этот способ работает и в Windows и в Mac OS.
Отсутствие обновлений операционной системы
Проблемы с SSL-сертификатами могут возникать и из-за того, что на вашей операционной системе давно не устанавливались обновлений. Особенно это касается устаревших версий Windows (7, Vista, XP и более ранние). Установите последние обновления и проверьте работу SSL.
Использование SSL-сертификата версии 3.0
Некоторые сайты используют устаревший SSL-протокол версии 3.0, который не поддерживают браузеры. По крайней мере, по умолчанию. Чтобы браузер поддерживал устаревший SSL необходимо сделать следующее (на примере браузера Google Chrome):
Ошибки «Invalid CSR» при генерации сертификата из панели управления облачного провайдера
В процессе активации сертификата можно столкнуться с ошибкой «Invalid CSR». Такая ошибка возникает по следующим причинам:
SSL/TLS
Содержание
Протоколы SSL и TLS [ править ]
SSL (Secure Sockets Layer) и TLS (Transport Level Security) — криптографические протоколы, обеспечивающие защищенную передачу данных в компьютерной сети. Они широко используются в веб-браузерах, а также при работе с электронной почтой, обмене мгновенными сообщениями и в IP-телефонии.
Соединение, защищенное протоколом TLS, обладает одним или несколькими следующими свойствами:
Так как большинство протоколов связи могут быть использованы как с TLS/SSL, так и без него, при установке соединения необходимо явно указать серверу, хочет ли клиент устанавливать TLS. Один способ добиться этого — использовать порт, по которому соединение всегда устанавливается с использованием TLS (например, 443 для HTTPS). Другой способ — использовать специальную команду серверу от клиента переключить соединение на TLS (например, STARTTLS для протоколов электронной почты).
История SSL [ править ]
Из-за невозможности гарантировать безопасность сети, через которую передается информация наилучшим способом защитить ее было выбрано шифрование и дешифрование на концах устанавливаемого соединения соответственно. Netscape могли бы встроить этот подход напрямую в свой браузер, но это бы не предоставило единого решения, которое другие приложения могли бы использовать. Требовалось получить более общный, независимый от приложения подход.
В итоге, Netscape разработал протокол SSL работающий поверх TCP, а также предоставляющий TCP-подобный интерфейс для приложений более высокого уровня. В теории, одним из преимуществ SSL для разработчиков являлась возможность заменить все традиционные TCP вызовы на новые SSL вызовы. Специфические детали того, как SSL шифрует и дешифрует данные были относительно прозрачны.
Устройство протокола SSL [ править ]
Протокол SSL размещается между двумя протоколами: протоколом, который использует программа-клиент (HTTP, FTP, LDAP, TELNET и т.д.) и транспортным протоколом TCP/IP. SSL защищает данные, выступая в роли фильтра для обеих сторон и передает их далее на транспортный уровень.
Работу протокола можно разделить на два уровня:
Первый слой, в свою очередь, состоит из трех подпротоколов:
Протокол подтверждения подключения производит цепочку обмена данными, что в свою очередь начинает аутентификацию сторон и согласовывает шифрование, хэширование и сжатие. Следующий этап — аутентификация участников, которая осуществляется также протоколом подтверждения подключения.
Протокол изменения параметров шифра используется для изменения данных ключа (keying material) — информации, которая используется для создания ключей шифрования. Протокол состоит всего из одного сообщения, в котором сервер говорит, что отправитель хочет изменить набор ключей.
Предупредительный протокол содержит сообщение, которое показывает сторонам изменение статуса или сообщает о возможной ошибке. Обычно предупреждение отсылается тогда, когда подключение закрыто и получено неправильное сообщение, сообщение невозможно расшифровать или пользователь отменяет операцию.
Протокол записи [ править ]
Протокол записи (Record Layer) — это уровневый протокол. На каждом уровне сообщения включают поля для длины, описания и проверки. Протокол записи принимает сообщения, которые нужно передать, фрагментирует данные в управляемые блоки, разумно сжимает данные, применяя MAC (message authentication code), шифрует и передаёт результат. Полученные данные он расшифровывает, проверяет, распаковывает, собирает и доставляет к более верхним уровням клиента.
Существует четыре протокола записи:
Принцип работы SSL [ править ]
Принцип работы SSL состоит из двух фаз: фаза рукопожатия и фаза передачи данных. Во время фазы рукопожатия клиент и сервер используют шифрование открытым ключом для того, чтобы определить параметры секретного ключа, используемого клиентом и сервером для шифрования во время фазы передачи данных.
Клиент инициирует рукопожатие посылая “hello”-сообщение серверу. Такое сообщение содержит список алгоритмов симметричного шифрования (cipher specs), поддерживаемых клиентом. Сервер отвечает похожим “hello”-сообщением, выбрав при этом наиболее подходящий алгоритм шифрования из полученного списка. Далее сервер отправляет сертификат, который содержит его публичный ключ.
Для проверки сертификата сервера клиент использует публичный ключ центра сертификации для расшифровки подписи. Затем клиент самостоятельно считает отпечаток сертификата сервера и сверяет с расшифрованным. Если они не совпадают, то сертификат был подделан. Естественно, для расшифровки подписи у клиента должен быть публичный ключ центра авторизации. Поэтому клиент хранит у себя список публичных ключей подтвержденных центров сертификации. По факту, многие браузерные приложения имеют подобный список, находящийся непосредственно в их коде. Когда клиент установил подлинность сервера (сервер также может запросить сертификат у клиента), сервер использует шифрование открытым ключом для определения секретного ключа для обмена информацией.
Фаза рукопожатия завершается отправкой “finished”-сообщений, как только обе стороны готовы начать использование секретного ключа. Начинается фаза передачи данных, в ходе которой каждая сторона разбивает исходящие сообщения на фрагменты и прикрепляет к ним коды авторизации сообщений MAC (message authentication code). Код авторизации сообщения это зашифрованный отпечаток, вычисленный на основе содержимого сообщений. Из соображений безопасности, он не совпадает с секретным ключом и вычисляется вместе с секретным ключом на стадии рукопожатия. Для получения полноценного SSL пакета каждая из сторон объединяет данные фрагмента, код авторизации сообщения, заголовки сообщения и шифруют с использованием секретного. При получении пакета, каждая из сторон расшифровывает его и сверяет полученный код авторизации сообщения со своим. Если они не совпадают, то пакет был подделан.
Цифровые сертификаты [ править ]
Протокол SSL использует сертификаты для проверки соединения. Сертификаты расположены на безопасном сервере и используются для шифрования данных и идентификации Web-сайта.
Способы получения SSL-сертификата:
Самоподписанный сертификат — сертификат, созданный самим пользователем — в этом случае издатель сертификата совпадает с владельцем сертификата. «Пустой» сертификат — сертификат, содержащий фиктивную информацию, используемую в качестве временной для настройки SSL и проверки его функциональности в данной среде.
Хэширование [ править ]
Хеш-значение является идентификатором сообщения, его размер меньше размера оригинального сообщения. Самыми известными хеш-алгоритмами являются MD5 (Message Digest 5), который создает 128-битное хеш-значение, SHA-1 (Standard Hash Algorithm), создающий 160-битное хеш-значение, SHA-2 и SHA-3. Результат работы алгоритма хеширования — значение, которое используется для проверки целостности передачи данных.
Шифрование [ править ]
Существует два основных способа шифрования данных: симметричный ключ (общий секретный ключ) и асимметричный ключ (открытый ключ).
Открытый ключ [ править ]
Суть асимметричного шифрования заключается в том, что используется пара ключей. Один из них используется в качестве открытого (как правило, он публикуется в самом сертификате владельца), второй ключ называется секретным — он держится в тайне и никогда никому не открывается. Оба ключа работают в паре: один используется для запуска противоположных функций другого ключа. Если открытый ключ используется для того, чтобы зашифровать данные, то расшифровать их можно только секретным ключом и наоборот. Такая взаимосвязь позволяет делать две важные вещи.
Любой пользователь может получить открытый ключ по назначению и использовать его для шифрования данных, расшифровать которые может только пользователь, владеющий секретным ключом. (RSA)
Если заголовок шифрует данные, используя свой секретный ключ, каждый может расшифровать данные, используя соответствующий открытый ключ. Именно это является основой для цифровых подписей. (DSA)
RSA — самый распространенный алгоритм шифрования с использованием асимметричных ключей.
Секретный ключ [ править ]
При шифровании секретным ключом используется один и тот же ключ для шифрованных данных. Если стороны хотят обменяться зашифрованными сообщениями в безопасном режиме, то у обеих сторон должны быть одинаковые симметричные ключи. Такой тип шифрования используется для большого объёма данных. Обычно используются алгоритмы DES, 3-DES, RC2, RC4 и AES.
Комбинированный подход [ править ]
Алгоритмы симметричного шифрования часто включают установленное число добавок и сдвигов. Такие алгоритмы часто используют ключ для помощи при битовых манипуляциях или для того, чтобы шифруемые данные стали более случайными. Другими словами, при увеличении размера секретного ключа может увеличиться случайность шифруемых данных, но не обязательно возрастет сложность вычислений при расшифровке. Однако, шифрование открытым ключом использует ключ как экспоненту, поэтому значительное увеличения ключа сильно увеличивает количество вычислений, требуемых для шифрования / дешифрования данных.
Таким образом хотя алгоритмы шифрования открытым ключом не сталкиваются с проблемой распределения, с которой сталкиваются алгоритмы шифрования секретным ключом, они требует значительно больше вычислительной мощности. Для использования сильных сторон обоих типов алгоритмов протоколы безопасности обычно используют шифрование открытым ключом для передачи секретных ключей. Как только секретный ключ доставлен начинается передача данных с использованием симметричного шифрования.
Существует еще один подход, использующий открытый ключ как соглашение, а не как способ доставки секретного ключа другим. Обе стороны обмениваются публичными ключами и независимо генерируют секретный ключ. Самой распространенной формой такого соглашения является протокол Диффи-Хеллмана. Хотя SSL поддерживает протокол Диффи-Хеллмана, большинство SSL транзакций не используют его. Вместо него используется алгоритм RSA, который решает проблему распределения секретных ключей.
Аутентификация и обмен ключами [ править ]
SSL поддерживает 3 типа аутентификации:
Обычно для аутентификации используются алгоритмы: RSA, DSA, ECDSA.
Если сервер аутентифицирован, то его сообщение о сертификации должно обеспечить верную сертификационную цепочку, ведущую к приемлемому центру сертификации. Проще говоря, аутентифицированный сервер должен предоставить допустимый сертификат клиенту. Каждая сторона отвечает за проверку того, что сертификат другой стороны ещё не истек и не был отменен. Всякий раз, когда сервер аутентифицируется, канал устойчив (безопасен) к попытке перехвата данных между веб-сервером и браузером, но полностью анонимная сессия по своей сути уязвима к такой атаке. Анонимный сервер не может аутентифицировать клиента.
Главная цель процесса обмена ключами — это создание секрета клиента (pre_master_secret), известного только клиенту и серверу. Секрет (pre_master_secret) используется для создания общего секрета (master_secret). Общий секрет необходим для того, чтобы создать сообщение для проверки сертификата, ключей шифрования, секрета MAC (message authentication code) и сообщения «finished». Отсылая сообщение «finished», стороны указывают, что они знают верный секрет (pre_master_secret).
Анонимный обмен ключами [ править ]
Полностью анонимная сессия может быть установлена при использовании алгоритма RSA или Диффи-Хеллмана для создания ключей обмена. В случае использования RSA клиент шифрует секрет (pre_master_secret) с помощью открытого ключа несертифицированного сервера. Открытый ключ клиент узнает из сообщения обмена ключами от сервера. Результат посылается в сообщении обмена ключами от клиента. Поскольку перехватчик не знает закрытого ключа сервера, то ему будет невозможно расшифровать секрет (pre_master_secret). При использовании алгоритма Диффи-Хеллмана открытые параметры сервера содержатся в сообщении обмена ключами от сервера, и клиенту посылают в сообщении обмена ключами. Перехватчик, который не знает приватных значений, не сможет найти секрет (pre_master_secret).
Аутентификация и обмен ключами при использовании RSA [ править ]
В этом случае обмен ключами и аутентификация сервера может быть скомбинирована. Открытый ключ также может содержаться в сертификате сервера или может быть использован временный ключ RSA, который посылается в сообщении обмена ключами от сервера. Когда используется временный ключ RSA, сообщения обмена подписываются server’s RSA или сертификат DSS. Сигнатура содержит текущее значение сообщения Client_Hello.random, таким образом, старые сигнатуры и старые временные ключи не могут повторяться. Сервер может использовать временный ключ RSA только однажды для создания сессии. После проверки сертификата сервера клиент шифрует секрет (pre_master_secret) при помощи открытого ключа сервера. После успешного декодирования секрета (pre_master_secret) создается сообщение «finished», тем самым сервер демонстрирует, что он знает частный ключ, соответствующий сертификату сервера.
Когда RSA используется для обмена ключами, для аутентификации клиента используется сообщение проверки сертификата клиента. Клиент подписывается значением, вычисленным из master_secret и всех предшествующих сообщений протокола рукопожатия. Эти сообщения рукопожатия содержат сертификат сервера, который ставит в соответствие сигнатуре сервера сообщение Server_Hello.random, которому ставит в соответствие сигнатуру текущему сообщению рукопожатия.
Аутентификация и обмен ключами при использовании протокола Диффи-Хеллмана [ править ]
В этом случае сервер может также поддерживать содержащий конкретные параметры алгоритм Диффи-Хеллмана или может использовать сообщения обмена ключами от сервера для посылки набора временных параметров, подписанных сертификатами DSS или RSA. Временные параметры хэшируются с сообщением hello.random перед подписанием для того, чтобы злоумышленник не смог совершить повтор старых параметров. В любом случае клиент может проверить сертификат или сигнатуру для уверенности, что параметры принадлежат серверу.
Если клиент имеет сертификат, содержащий параметры алгоритма Diffie-Hellman, то сертификат также содержит информацию, требующуюся для того, чтобы завершить обмен ключами. В этом случае клиент и сервер должны будут сгенерировать одинаковые Diffie-Hellman результаты (pre_master_secret) каждый раз, когда они устанавливают соединение. Для того, чтобы предотвратить хранение секрета (pre_master_secret) в памяти компьютера на время дольше, чем необходимо, секрет должен быть переведен в общий секрет (master_secret) настолько быстро, насколько это возможно. Параметры клиента должны быть совместимы с теми, которые поддерживает сервер для того, чтобы работал обмен ключами.
Восстановление сессии [ править ]
Создатели SSL знали, что алгоритмы шифрования открытым ключом вычислительно сложные, и клиент, создающий несколько новых соединений к одному и тому же серверу в течение короткого промежутка времени может сильно нагрузить сервер, что приведет к заметным временным задержкам ответа. Однако, если клиент и сервер уже установили соединение, то ему будет соответствовать уникальный идентификатор сессии, позволяющий ссылаться на него и использовать такой же секретный ключ при последующих соединениях в рамках некоторого временного отрезка. Безусловно, такой подход привносит определенный риск в безопасность соединения. Поэтому, если необходимо, клиент может пересоздать новые идентификатор и секретный ключ для данной сессии. Microsoft’s Internet Explorer, например, проделывают эту операцию каждые 2 минуты.
Администрирование [ править ]
Обслуживание сертификатов и ключей [ править ]
Если клиент планирует обратиться к серверу, который требует клиентской аутентификации, он должен хранить свой сертификат и связанный с ним приватный ключ. Сервер должен всегда хранить свой сертификат и связанный с ним приватный ключ.
Хранилище идентификаторов сессий [ править ]
Клиент и сервер обязаны хранить идентификаторы сессий и связанные с ними секретные ключи для использования во время восстановления соединения.
SSL 1.0, 2.0, 3.0 и TLS [ править ]
Версия 1.0 никогда не была обнародована. Версии 2.0 была выпущена в феврале 1995 года, но содержала много недостатков по безопасности, которые привели к разработке SSL 3.0 версии.
Как только различные компании (Microsoft) начали предпринимать попытки разработки собственных безопасных протоколов транспортировки, IETF решило вмешаться и определить стандарт протокола шифрования. Впоследствии, при поддержке множества компаний, на основании протокола SSL 3.0 был разработан и принят стандарт RFC, получивший имя TLS 1.0. Его также часто называют SSL 3.1.
Хотя TLS и SSL имеют существенные различия в реализации, разработчики обычно замечают лишь немногие из них, а конечные пользователи вовсе их не различают. Тем не менее TLS 1.0 и SSL 3.0 несовместимы. Значительное различие состоит в том, что TLS требует определенные алгоритмы шифрования, которые SSL не поддерживает. Таким образом TLS сервер должен “откатиться” (downgrade) до SSL 3.0 для работы с клиентами, использующими SSL 3.0.
Принцип работы TLS [ править ]
Протокол TLS делится на два слоя: TLS Record и TLS Handshake.
Подтверждение связи (handshake) [ править ]
Возобновление сессии [ править ]
Протокол записи (TLS Record) [ править ]
Этот слой защищает данные с помощью ключей, полученных при подтверждении связи, и проверяет целостность и источник входящих сообщений. Он выполняет следующие функции:
После обработки протоколом TLS Record зашифрованные данные передаются на слой TCP для передачи.