(b) 不管是客户端还是服务器,都需要随机数,这样生成的密钥才不会每次都一样。由于 SSL 协议中证书是静态的,因此十分有必要引入一种随机因素来保证协商出来的密钥的随机性。
对于 RSA 密钥交换算法来说,pre-master-key 本身就是一个随机数,再加上 hello 消息中的随机,三个随机数通过一个密钥导出器最终导出一个对称密钥。
pre master 的存在在于 SSL 协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数,如果随机数不随机,那么 pre master secret 就有可能被猜出来,那么仅适用 pre master secret 作为密钥就不合适了,因此必须引入新的随机因素,那么客户端和服务器加上 pre master secret 三个随机数一同生成的密钥就不容易被猜出了,一个伪随机可能完全不随机,可是三个伪随机就十分接近随机了,每增加一个自由度,随机性增加的可不是一。
2.密钥使用
Key 经过12轮迭代计算会获取到12个 hash 值,分组成为6个元素,列表如下:
(a) mac key、encryption key 和 IV 是一组加密元素,分别被客户端和服务器使用,但是这两组元素都被两边同时获取;
(b) 客户端使用 client 组元素加密数据,服务器使用 client 元素解密;服务器使用 server 元素加密,client 使用 server 元素解密;
(c) 双向通信的不同方向使用的密钥不同,破解通信至少需要破解两次;
(d) encryption key 用于对称加密数据;
(e) IV 作为很多加密算法的初始化向量使用,具体可以研究对称加密算法;
(f) Mac key 用于数据的完整性校验;
4.4 数据加密通信过程
(a) 对应用层数据进行分片成合适的 block;
(b) 为分片数据编号,防止重放攻击;
(c) 使用协商的压缩算法压缩数据;
(d) 计算 MAC 值和压缩数据组成传输数据;
(e) 使用 client encryption key 加密数据,发送给服务器 server;
(f) server 收到数据之后使用 client encrytion key 解密,校验数据,解压缩数据,重新组装。
注:MAC值的计算包括两个 Hash 值:client Mac key 和 Hash (编号、包类型、长度、压缩数据)。
4.5 抓包分析
关于抓包不再详细分析,按照前面的分析,基本的情况都能够匹配,根据平常定位问题的过程,个人提些认为需要注意的地方:
1.抓包 HTTP 通信,能够清晰的看到通信的头部和信息的明文,但是 HTTPS 是加密通信,无法看到 HTTP 协议的相关头部和数据的明文信息,
2.抓包 HTTPS 通信主要包括三个过程:TCP 建立连接、TLS 握手、TLS 加密通信,主要分析 HTTPS 通信的握手建立和状态等信息。