3) 消息完整性验证
为了避免网络中传输的数据被非法篡改,SSL利用基于MD5或SHA的MAC算法来保证消息的完整性。
MAC算法是在密钥参与下的数据摘要算法,能将密钥和随意长度的数据转换为固定长度的数据。利用MAC算法验证消息完整性的过程如下图所看到的。
发送者在密钥的参与下,利用MAC算法计算出消息的MAC值。并将其加在消息之后发送给接收者。接收者利用相同的密钥和MAC算法计算出消息的MAC值。并与接收到的MAC值比較。假设二者相同。则报文没有改变;否则,报文在传输过程中被改动,接收者将丢弃该报文。
MAC算法具有如以下特征,使其可以用来验证消息的完整性:
消息的不论什么改变,都会引起输出的固定长度数据产生变化。通过比較MAC值,可以保证接收者可以发现消息的改变。
MAC算法须要密钥的參与。因此没有密钥的非法用户在改变消息的内容后,无法加入正确的MAC值。从而保证非法用户无法任意改动消息内容。
3、SSL协议握手过程
SSL通过握手过程在客户端和服务器之间协商会话参数,并建立会话。会话包含的主要参数有会话ID、对方的证书、加密套件(密钥交换算法、数据加密算法和MAC算法等)以及主密钥(master secret)。通过SSL会话传输的数据,都将采用该会话的主密钥和加密套件进行加密、计算MAC等处理。
不同情况下,SSL握手过程存在差异。下面将分别描述以下三种情况下的握手过程:
1) 只验证服务器的SSL握手过程
过程如下:
(1) SSL客户端通过Client Hello消息将它支持的SSL版本、加密算法、密钥交换算法、MAC算法等信息发送给SSL服务器。
(2) SSL服务器确定本次通信采用的SSL版本和加密套件,并通过Server Hello消息通知给SSL客户端。如果SSL服务器允许SSL客户端在以后的通信中重用本次会话,则SSL服务器会为本次会话分配会话ID,并通过Server Hello消息发送给SSL客户端。
(3) SSL服务器将携带自己公钥信息的数字证书通过Certificate消息发送给SSL客户端。
(4) SSL服务器发送Server Hello Done消息,通知SSL客户端版本和加密套件协商结束,开始进行密钥交换。
(5) SSL客户端验证SSL服务器的证书合法后,利用证书中的公钥加密SSL客户端随机生成的premaster secret,并通过Client Key Exchange消息发送给SSL服务器。
(6) SSL客户端发送Change Cipher Spec消息,通知SSL服务器后续报文将采用协商好的密钥和加密套件进行加密和MAC计算。
(7) SSL客户端计算已交互的握手消息(除Change Cipher Spec消息外所有已交互的消息)的Hash值,利用协商好的密钥和加密套件处理Hash值(计算并添加MAC值、加密等),并通过Finished消息发送给SSL服务器。SSL服务器利用同样的方法计算已交互的握手消息的Hash值,并与Finished消息的解密结果比较,如果二者相同,且MAC值验证成功,则证明密钥和加密套件协商成功。
(8) 同样地,SSL服务器发送Change Cipher Spec消息,通知SSL客户端后续报文将采用协商好的密钥和加密套件进行加密和MAC计算。
(9) SSL服务器计算已交互的握手消息的Hash值,利用协商好的密钥和加密套件处理Hash值(计算并添加MAC值、加密等),并通过Finished消息发送给SSL客户端。SSL客户端利用同样的方法计算已交互的握手消息的Hash值,并与Finished消息的解密结果比较,如果二者相同,且MAC值验证成功,则证明密钥和加密套件协商成功。
SSL客户端接收到SSL服务器发送的Finished消息后,如果解密成功,则可以判断SSL服务器是数字证书的拥有者,即SSL服务器身份验证成功,因为只有拥有私钥的SSL服务器才能从Client Key Exchange消息中解密得到premaster secret,从而间接地实现了SSL客户端对SSL服务器的身份验证。
2) 验证服务器和客户端的SSL握手过程
过程如下:
(1) SSL服务器发送Certificate Request消息,请求SSL客户端将其证书发送给SSL服务器。
(2) SSL客户端通过Certificate消息将携带自己公钥的证书发送给SSL服务器。SSL服务器验证该证书的合法性。
(3) SSL客户端计算已交互的握手消息、主密钥的Hash值,利用自己的私钥对其进行加密,并通过Certificate Verify消息发送给SSL服务器。
(4) SSL服务器计算已交互的握手消息、主密钥的Hash值,利用SSL客户端证书中的公钥解密Certificate Verify消息,并将解密结果与计算出的Hash值比较。如果二者相同,则SSL客户端身份验证成功。
3) 恢复原有会话的SSL握手过程