SSL-Secure Sockets Layer

原文

本篇文章会从SSL 基础概念谈起，介绍SSL背后原理，相关名词介绍（包括TLS，CA，信任链，OpenSSL）

SSL：安全套接字层
当我们瀏覽网页时，我们都有个好习惯：先检查网址列的开头是不是有个?锁的圖案。

就是这个

代表你现在连到的网站是安全可信任的。更準確地说，这个锁的记号代表你和这个网站是使用安全的HTTPS（HTTP安全）連線，而不是使用不安全的HTTP协议。连线后，只有瀏覽器本人跟网站能够解读传遞的人们之间，就算其他人想从中截（比如说你的使用者帐号密码），也没办法。

HTTPS 背后协议，就是SSL。

SSL加密步骤

SSL 让瀏覽器（所谓的客户端）要连到一个远程网站（所谓的服务器）之前，先要求这个网站提供身分认证，跟这个网站约定暗号（交换钥匙），打好交情（建立加密的会话），才会心甘情愿地跟这个网站连接。可以分成六个步骤：

1.瀏覽器对想要連線的网站送出連線请求，同时要求网站驗證自己。
2.网站将自己的SSL 数位凭证（SSL证书）回传给客户端，里面包含网站的公钥。
3.瀏覽器验证网站回传的根证书，通过信任链机制（请继续看下去）确认这个证明文件是否可以被信认，同时也确认这个凭证是否过期。
4.当认证通过，瀏覽器将使用网站的公钥来建立一個对称的会话密钥。
5.网站使用自己的私钥解读会话密钥，并回传一个确认消息，开始一个被SSL保护的会话。
6.这个会话键会被用来加密所有之后的瀏覽器和网站之间。

下面来介绍一些SSL相关名词。

TLS：传输层安全协议

在上一篇文中有稍微提到TLS的史，简而言之，由于SSL已经不再安全（POODLE与DROWN是两个曾经发生的著名攻击），所以现在已经被TLS协议取代。惯性使然，当我们说SSL（比如SSL凭证）时，大部分情況其实是说TLS。

CA：证书颁发机构

数位凭证认证机构，简称CA，是负责发放和管理数位凭证（证书）的单位。前面提到进行SSL连接前置作业是服务器要提供数位凭证让瀏覽器驗證，但瀏覽器要怎么驗證？会去看这个凭证是不是被一个它相信的CA 的。如果是，那瀏覽器就相信这个服务器可以信任，如果不是，那瀏覽器就再看这个CA有没有它自己的证书，如果有，而这个证书是被一个瀏覽器信任的CA 签的，那就放行，如果没有，就再往下找。如果一路找下去，找不到可以信任的CA，就失败。

假設今天世界上有甲乙丙三家CA。CA 丙签了CA 乙的凭证，而CA 乙签了CA 甲的凭证。瀏覽器小明想连到网站 A，而小明只知道 CA 丙。連線前，网站 A 传了它的证书 们给小明。小明先看第一张，眉头一皱，发现A的凭证不认识的CA 甲签的，往下翻，看到CA 乙签了甲的凭证，但小明也不认识乙，所以继续往下翻，下一张是乙的凭证，是CA 丙签的——宾果游戏！于是网站 A 顺利与小明建立连。

所以 CA其实很像保证人的角色，它向瀏覽器保证一个网域的合法性，让想要連線的那一方保证自己的连线是安全的。

信任链

这样一层检查证书，直到找到信任的CA机制，叫做信任链。你可能会疑惑，为什么不直接让所有服务器都带着 CA 丙签的证书 就好了？为什么还需要经过这么多层？主要原因是安全。如果今天坏人B找到一个破解CA 甲的方法，可以伪造甲的签名，这个漏洞一旦被发现，所有被甲签过的凭证就都没有意义了，那些网域必须要重新找CA来来证明自己的合法性。

使用信任链的好处是，它可以降低根CA（信任链的源头CA，就是CA 丙的例子）被暴露的。不過这也代表，要成为一个根CA，安全防护必须要做到謹慎再謹慎，不然如果根CA的私钥匙被攻破了，後果不堪想象。

OpenSSL

SSL/TLS是协议，而OpenSSL是一个开源的实现（SSH与OpenSSH也是同样的关系）。

SSL凭证种类

如果安全级别（验证级别）分类的话，SSL凭证可以分成三种：域验证（DV）、组织验证（OV）、扩展验证（EV）。只要点开瀏覽器网址列上面的?，就可以看到该网域的SSL信息。以下分别介绍：

域验证的SSL证书（DV）
SSL 安全等级：低
费用：低
CA认证时，请纯确认这个组织是否真的拥有这个网域（通常使用电子邮件确认）。

image.png

从上面的那三张证书名称中就已经可以看到哪个SSL证书使用。拿 PicCollage 当例子，中间的那张 Sectigo RSA Domain Validation Secure Server CA代表 PicCollage使用DV证书。下面的详细信息栏位也可以看到主题，只有单纯显示通用名称这个信息。
组织验证的SSL证书（OV）
SSL 安全层级：中
费用：中
CA 除了确认这个网域，也会联系并稍微调查这个，确认这个是可信的。发放的凭证中会有这个相关信息，像是名字和位置。

image.png

跟DV比起来，OV可以看到的消息就更多，像是地区与组织名称。
扩展验证SSL证书（EV）
SSL 安全等级：高
费用：高
CA 除了组织网域所有权、组织基本数据、實體位置，还会将组织的法律地位。这种证明需要组织提供文件与耐心（？）来等待审核通过。

image.png

EV 比起 OV 又多了一些信息，像是业务类别和序列号。同样可以从上面的证书发行人看到这是EV等级的SSL凭证。

如果是根据网域/子网域数（安全域/子域数量）分类，则SSL凭证也可以分成通配符、多域（MDC）、统一通信（UCC）三种。这边比较直观，就不细讲啦。