iOS安全之SSL协议

iOS安全之SSL协议

作用

不使用SSL/TLS的HTTP通信，就是不加密的通信。所有信息明文传播，带来了三大风险。
（1） 窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。
（2） 篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。
（3） 冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。
SSL/TLS协议是为了解决这三大风险而设计的，希望达到：
（1） 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
（2） 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
（3） 配备身份证书，防止身份被冒充。
互联网是开放环境，通信双方都是未知身份，这为协议的设计带来了很大的难度。而且，协议还必须能够经受所有匪夷所思的攻击，这使得SSL/TLS协议变得异常复杂。

基本的运行过程

SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法，也就是说，客户端先向服务器端索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。
这里有两个问题。
（1）如何保证公钥不被篡改？
解决方法：将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的，公钥就是可信的。
（2）公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？
解决方法：每一次对话（session），客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"（session key），用它来加密信息。由于"对话密钥"是对称加密，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少了加密运算的消耗时间。
因此，SSL/TLS协议的基本过程是这样的：
（1）客户端向服务器端索要并验证公钥。
（2）双方协商生成"对话密钥"。
（3）双方采用"对话密钥"进行加密通信。
上面过程的前两步，又称为"握手阶段"（handshake）。

握手阶段的详细过程

1. 客户端（通常是浏览器）先向服务器发出加密通信的请求，这被叫做ClientHello请求。在这一步，客户端主要向服务器提供以下信息。
   （1） 支持的协议版本，比如TLS 1.0版。
   （2） 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。
   （3） 支持的加密方法，比如RSA公钥加密。
   （4） 支持的压缩方法。
2. 服务器回应（SeverHello）。
   服务器收到客户端请求后，向客户端发出回应，这叫做SeverHello。服务器的回应包含以下内容。
   确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的
   版本不一致，服务器关闭加密通信。
   （1） 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
   （2）一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。
   （3） 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密。
   （4）服务器证书。
3. 客户端回应。
   客户端收到服务器回应以后，首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信。
   如果证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥。然后，向服务器发送下面三项信息。
   （1） 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听。
   （2） 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
   （3） 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验。
   上面第一项的随机数，是整个握手阶段出现的第三个随机数，又称"pre-master key"。有了它以后，客户端和服务器就同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把"会话密钥"。
4. 服务器的最后回应。
   服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key之后，计算生成本次会话所用的"会话密钥"。然后，向客户端最后发送下面信息。
   （1） 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
   （2） 服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供客户端校验。
   至此，整个握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的HTTP协议，只不过用"会话密钥"加密内容。