iOS安全之SSL協(xié)議

作用

不使用SSL/TLS的HTTP通信，就是不加密的通信。所有信息明文傳播，帶來(lái)了三大風(fēng)險(xiǎn)。
（1） 竊聽(tīng)風(fēng)險(xiǎn)（eavesdropping）：第三方可以獲知通信內(nèi)容。
（2） 篡改風(fēng)險(xiǎn)（tampering）：第三方可以修改通信內(nèi)容。
（3） 冒充風(fēng)險(xiǎn)（pretending）：第三方可以冒充他人身份參與通信。
SSL/TLS協(xié)議是為了解決這三大風(fēng)險(xiǎn)而設(shè)計(jì)的，希望達(dá)到：
（1） 所有信息都是加密傳播，第三方無(wú)法竊聽(tīng)。
（2） 具有校驗(yàn)機(jī)制，一旦被篡改，通信雙方會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)。
（3） 配備身份證書(shū)，防止身份被冒充。
互聯(lián)網(wǎng)是開(kāi)放環(huán)境，通信雙方都是未知身份，這為協(xié)議的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的難度。而且，協(xié)議還必須能夠經(jīng)受所有匪夷所思的攻擊，這使得SSL/TLS協(xié)議變得異常復(fù)雜。

基本的運(yùn)行過(guò)程

SSL/TLS協(xié)議的基本思路是采用公鑰加密法，也就是說(shuō)，客戶端先向服務(wù)器端索要公鑰，然后用公鑰加密信息，服務(wù)器收到密文后，用自己的私鑰解密。
這里有兩個(gè)問(wèn)題。
（1）如何保證公鑰不被篡改？
解決方法：將公鑰放在數(shù)字證書(shū)中。只要證書(shū)是可信的，公鑰就是可信的。
（2）公鑰加密計(jì)算量太大，如何減少耗用的時(shí)間？
解決方法：每一次對(duì)話（session），客戶端和服務(wù)器端都生成一個(gè)"對(duì)話密鑰"（session key），用它來(lái)加密信息。由于"對(duì)話密鑰"是對(duì)稱加密，所以運(yùn)算速度非?？?，而服務(wù)器公鑰只用于加密"對(duì)話密鑰"本身，這樣就減少了加密運(yùn)算的消耗時(shí)間。
因此，SSL/TLS協(xié)議的基本過(guò)程是這樣的：
（1）客戶端向服務(wù)器端索要并驗(yàn)證公鑰。
（2）雙方協(xié)商生成"對(duì)話密鑰"。
（3）雙方采用"對(duì)話密鑰"進(jìn)行加密通信。
上面過(guò)程的前兩步，又稱為"握手階段"（handshake）。

握手階段的詳細(xì)過(guò)程

1. 客戶端（通常是瀏覽器）先向服務(wù)器發(fā)出加密通信的請(qǐng)求，這被叫做ClientHello請(qǐng)求。在這一步，客戶端主要向服務(wù)器提供以下信息。
   （1） 支持的協(xié)議版本，比如TLS 1.0版。
   （2） 一個(gè)客戶端生成的隨機(jī)數(shù)，稍后用于生成"對(duì)話密鑰"。
   （3） 支持的加密方法，比如RSA公鑰加密。
   （4） 支持的壓縮方法。
2. 服務(wù)器回應(yīng)（SeverHello）。
   服務(wù)器收到客戶端請(qǐng)求后，向客戶端發(fā)出回應(yīng)，這叫做SeverHello。服務(wù)器的回應(yīng)包含以下內(nèi)容。
   確認(rèn)使用的加密通信協(xié)議版本，比如TLS 1.0版本。如果瀏覽器與服務(wù)器支持的
   版本不一致，服務(wù)器關(guān)閉加密通信。
   （1） 確認(rèn)使用的加密通信協(xié)議版本，比如TLS 1.0版本。如果瀏覽器與服務(wù)器支持的版本不一致，服務(wù)器關(guān)閉加密通信。
   （2）一個(gè)服務(wù)器生成的隨機(jī)數(shù)，稍后用于生成"對(duì)話密鑰"。
   （3） 確認(rèn)使用的加密方法，比如RSA公鑰加密。
   （4）服務(wù)器證書(shū)。
3. 客戶端回應(yīng)。
   客戶端收到服務(wù)器回應(yīng)以后，首先驗(yàn)證服務(wù)器證書(shū)。如果證書(shū)不是可信機(jī)構(gòu)頒布、或者證書(shū)中的域名與實(shí)際域名不一致、或者證書(shū)已經(jīng)過(guò)期，就會(huì)向訪問(wèn)者顯示一個(gè)警告，由其選擇是否還要繼續(xù)通信。
   如果證書(shū)沒(méi)有問(wèn)題，客戶端就會(huì)從證書(shū)中取出服務(wù)器的公鑰。然后，向服務(wù)器發(fā)送下面三項(xiàng)信息。
   （1） 一個(gè)隨機(jī)數(shù)。該隨機(jī)數(shù)用服務(wù)器公鑰加密，防止被竊聽(tīng)。
   （2） 編碼改變通知，表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發(fā)送。
   （3） 客戶端握手結(jié)束通知，表示客戶端的握手階段已經(jīng)結(jié)束。這一項(xiàng)同時(shí)也是前面發(fā)送的所有內(nèi)容的hash值，用來(lái)供服務(wù)器校驗(yàn)。
   上面第一項(xiàng)的隨機(jī)數(shù)，是整個(gè)握手階段出現(xiàn)的第三個(gè)隨機(jī)數(shù)，又稱"pre-master key"。有了它以后，客戶端和服務(wù)器就同時(shí)有了三個(gè)隨機(jī)數(shù)，接著雙方就用事先商定的加密方法，各自生成本次會(huì)話所用的同一把"會(huì)話密鑰"。
4. 服務(wù)器的最后回應(yīng)。
   服務(wù)器收到客戶端的第三個(gè)隨機(jī)數(shù)pre-master key之后，計(jì)算生成本次會(huì)話所用的"會(huì)話密鑰"。然后，向客戶端最后發(fā)送下面信息。
   （1） 編碼改變通知，表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發(fā)送。
   （2） 服務(wù)器握手結(jié)束通知，表示服務(wù)器的握手階段已經(jīng)結(jié)束。這一項(xiàng)同時(shí)也是前面發(fā)送的所有內(nèi)容的hash值，用來(lái)供客戶端校驗(yàn)。
   至此，整個(gè)握手階段全部結(jié)束。接下來(lái)，客戶端與服務(wù)器進(jìn)入加密通信，就完全是使用普通的HTTP協(xié)議，只不過(guò)用"會(huì)話密鑰"加密內(nèi)容。