https权威指南读书笔记

date:2018-8-08 11:45:24
title: https权威指南读书笔记
description: 配合加解密实战的一期分享, 补充相关基础知识, 既知道「怎么做」, 也了解「为什么这样做」

https权威指南
github/bulletproof-tls
SSL Labs
作者blog - Ivan Ristić

SSL 和 TLS 傻傻分不清楚

SSL和TLS都是加密协议，旨在基于不安全的基础设施提供安全通信
非常不幸，本身相同的协议却有两个名称(各位读者可能不会注意到这些，那也没关系)

SSL: secure socket layer 安全套接字层
TLS: transport layer security 传输层安全

SSL1 Netscape公司开发
SSL2 Netscape 1994
SSL3 Netscape 1995

TLS 工作组成立, 开始将SSL从Netscape迁移至IETF 1996
TLS1.0 1999
TLS1.1 2006
TLS1.2 2008
TLS1.3 draft(草案) 19[8] 2017.3

PKI: public key infrastructure 公钥基础设施; SSL和TLS依赖PKI, 确保不能解密数据和篡改数据

osi: open systems interconnection 开放系统互联, 常见的两种说法 OSI 7层网络模型 + tcp/ip 4层网络模型

• 安全协议从哪里融入互联网基础设施

  
  
  

  安全协议从哪里融入互联网基础设施

密码学

安全的三个核心需求：

• 保持秘密（机密性）
• 验证身份（真实性）
• 保证传输安全（完整性）

工作方式

• 各种加密基元cryptographic primitive, 完成特定功能(加密/完整性检查)
• 加密基元组合成方案（scheme）和协议（protocol）
• 方案/协议完成加密任务

加密时通常会使用到三个术语

• 明文（plaintext，即原始数据）
• 密钥（cipher，用于加密）
• 密文（ciphertext，即加密后的数据）

密码可以分为两大类

• 序列密码（stream cipher）: 密钥 + 序列密码(比如 RC4) -> 密钥序列; 密钥序列 + 明文 -> 密文
• 分组密码（block cipher）: 每次加密一整块数据(比如128位); 人们通过称为分组密码模式（block cipher mode）的加密方案来使用分组密码; 世界上最流行的分组密码是高级加密标准（advanced encryption standard，AES）; 填充, 数据不足数据块大小(比如128位)的情况

散列函数（hash function)

• 将任意长度的输入转化为定长输出的算法
• 指纹、消息摘要，摘要
• SHA1(160位) -> SHA256
• 生日悖论（概率论中的常见问题）-> 散列函数的强度最多只是散列长度的一半
• 散列函数可以用于验证数据完整性: 消息验证代码（message authentication code，MAC） 基于散列的消息验证代码（hash-based message authentication code，HMAC）

分组密码模式

• 为了加密任意长度的数据而设计的密码学方案; ECB、CBC、CFB、OFB、CTR、GCM 等; ECB是设计一种分组加密模式的反面例子, CBC则仍是SSL和TLS的主要模式, GCM是TLS中相对较新(TLS1.2)的模式
• 电码本（electronic codebook，ECB）模式
• 加密块链接（cipher block chaining，CBC）模式, 为了解决ECB天生的确定性，CBC引入了初始向量（initialization vector，IV）的概念。即使输入相同，IV也可以使每次的输出都不相同

对称加密/非对称加密

• 对称加密（symmetric encryption), 又称私钥加密（private-key cryptography）: 在高速处理大量数据方面做得非常好; 相同团体的成员必须共享相同的密钥; 为了更好的安全性，你可以在每两个人之间使用不同的密钥，但是这个方法不可扩展 (1+n)*n/2
• 非对称加密（asymmetric encryption）又称为公钥加密（public key cryptography）: 公钥公开, 私钥自己保管; 公钥加密私钥解密 -> 加密数据; 私钥加密公钥解密 -> 数字签名
• RSA是目前最普遍部署的非对称加密算法, 现在推荐的RSA强度是2048位，强度等同于112位的对称密钥; 可以同时用于加密和数字签名
• 数字签名（digital signature）: 验证一条电子消息或者一篇电子文档的真实性; 比如 RSA, DSA, ECDSA

随机数生成

• 计算机按指令执行 -> 可能做不好生成随机数这项工作 -> 真正的随机数只能通过观测特定的物理处理器才能得到 -> 没有的话，计算机将关注于收集少量的熵（entropy）
• 通过这种方式收集熵是一种真随机数生成器（true random number generator，TRNG） -> 你可能需要生成一个4096位的密钥，但是系统可能只有数百位的熵可用
• 基于上面的原因，我们在实际使用中依靠的是伪随机数生成器（pseudorandom number generator，PRNG） -> PRNG也要利用少量真正的随机数使系统运转起来。这个过程被称为种子设定（seeding） -> 普通用途的PRNG被常常用于编程，但它们并不适用于密码学 -> 加密安全伪随机数生成器（cryptographically secure pseudorandom number generator，CPRNG）是不可预测的PRNG

衡量强度

常用密钥长度的加密强度映射

接下来还有什么

• 协议
• 公钥基础设施
• 攻击PKI
• http和浏览器问题
• 实现问题
• 协议攻击
• 部署
• 性能优化
• http严格传输安全/内容安全策略和钉扎
• openSSL