SSL简介及其压力测试THC-SSL-DOS工具介绍

SSL简介

安全套接层(Secure Sockets Layer，SSL)协议是一个安全传输、保证数据完整的安全协议，之后的传输层安全(Transport Layer Security，TLS)是SSL的非专有版本。SSL协议结合了对称密码技术和公钥密码技术，提供秘密性、完整性、认证性服务。
它处于应用层与传输层之间，是一个二层协议，其协议栈如下表所示：

SSL握手协议	SSL修改密文协议	SSL告警协议	HTTP
SSL记录协议
TCP
IP

而其中四个主要协议的基本作用如下：

1. SSL记录协议
   为高层协议提供基本的安全服务，提供实际的数据传输。该协议会把经由它的数据流切成一个个的小片段，并且对每个片段都进行加密传输，而对于接收方则是进行解密与验证；
2. SSL握手协议
   该协议负责协商客户端与服务器的会话密钥，即通过前期的握手过程来商定一个双方后续会话采用的加密密钥，SSL记录协议用该密钥加密双方的通信信息；
3. SSL修改密文协议
   在SSL协议中，同一个会话密钥不允许长时间使用，所以客户端与服务器每隔一段时间都需要重现协商一个会话密钥。而该协议由一条消息组成，这条消息可以由任意一方发送，用来提醒对方修改特定的状态；
4. SSL告警协议
   本协议主要用来传输SSL连接的相关出错信息等。

SSL基本的工作流程

SSL协议的基本流程可以抽象成如下6个基本步骤：

1. 客户端向服务器发送请求信息，用来请求协商SSL版本号、询问选择何种对称加密算法等，从而开启了整个会话连接；
2. 服务器收到请求后，会返回给客户端所请求的信息，包含确定的SSL版本号与对称加密算法，还有用某个CA中心私钥加密后的服务器证书，证书中包含服务器的RSA公钥；
3. 客户端对照自己的可信CA表，判断服务器证书是否在可信CA表中。若在，则使用CA表中的公钥进行解密，得到服务器公钥，若不在，则终止通信；
4. 接着客户端会随机产生一个对称密钥，用于后续的通信加密，并使用服务器公钥加密发送给服务器；
5. 此后，双发互相确认使用客户端发送的对称密钥进行会话加密；确认完成后，再次互相确认双方完成了握手过程；
6. 之后，双方的会话便由指定的对称密码算法以及指定密钥进行加密通信了。

THC-SSL-DOS工具介绍

THC-SSL-DOS是一个验证SSL性能的工具。建立安全的SSL连接需要服务器上的处理能力比客户机上多15倍。THC-SSL-DOS利用这种不对称特性，重载服务器并将其从Internet上断开。这个问题影响到当前所有SSL实现。这种攻击进一步利用SSL安全重新协商特性，通过单个TCP连接触发数千次重新协商。
简单来讲，就是利用SSL协议的不足(服务器消耗过大)，来重复发起无效连接，这样便会大量消耗服务器的资源，最终达到DOS(拒绝服务攻击)的目的。
kali-linux提供了这一工具，具体的介绍见https://tools.kali.org/stress-testing/thc-ssl-dos.
其用法为：
thc-ssl-dos -l 100 192.168.1.208 443 --accept
表示建立100条连接，来洪泛攻击指定IP(192.168.1.208) 与端口 (443)

THC-SSL-DOS工具实例

现在我们有一台操作机192.168.1.2与一台目标机192.168.1.3.

1. 首先，在操作机上打开THC-SSL-DOS工具：
   
2. 切换到目标机，打开wireshark进行抓包检测：
   
3. 在操作机对目标机发起攻击：
   
4. 此时切换回目标机查看捕获的数据包：
   
   可以看到，当客户端连接到服务端正常握手后，客户端重复发起握手，不断进行循环攻击
   而此时目标机的CPU资源也被抢占一空：
   
   通过命令行执行指令netstat -an可以看到连接状态中存在大量攻击机和目标机的连接

总结：SSL的优劣势

SSL协议的优点，通过上面的基本原理可以知道，它引入了认证机制以及通信加密机制，总结来讲可以是下面几点：

1. 机密性
   即连接是私有的。在初始握手阶段，双方建立对称密钥后，信息即用该密钥加密。
2. 完整性
   在信息中嵌入信息鉴别码（MAC）来保证信息的完整性。其中使用了安全哈希函数（例如SHA和MD5）来进行MAC计算。
3. 鉴别
   在握手阶段，客户对服务器用公开密钥来进行身份认证。

SSL协议的不足，主要体现在其对资源的消耗上。
通过其压力测试工具所导致的结果，我们可以知道它会给服务器带来较多的资源消耗，因为SSL要求对每个数据进行加密和解密操作，因而在带来高性能的同时，对系统也要求高资源开销。
至于如何防范针对SSL的洪泛攻击，就类似于SYN FLOOD一样，只能从外部入手，通过一些辨别机制或IP路由限制等来防范，因为这种攻击本质上是协议本身带来的。