Какой компанией был разработан протокол ssl

What is SSL? Understanding the History of SSL and How it Works

Before diving into the many benefits and uses of SSL Certificates, it may help to understand the underpinning technology. This article provides a brief history lesson on how Secure Socket Layer (SSL) has developed into Transport Layer Security (TLS) and a simple explanation of how they provide security for both Public Internet and Enterprise Intranet connections.

In particular, the aim is to give you a complete overview of the Secure Socket Layer (SSL) protocol and certificates to help you make the best decisions regarding certificate management for your enterprise.

What is SSL?

SSL is the original name of the cryptographic protocol for authenticating and encrypting communications over a network. Officially, SSL was replaced by an updated protocol called TLS some time ago.

SSL to TLS Timeline

The following is a timeline of how SSL has changed over time:

1. SSL is a security protocol developed by Netscape in the 90s for encrypting and securing communications over the internet. SSL v1.0 was never released because of security issues.
2. In 1995, Netscape released SSL v2.0, but it still had many flaws.
3. SSL v3.0 was released in 1996 and addressed the problems of SSL v2.0. This version offered incredible improvements and forever changed the way the internet works. However, as of 2015, SSL 3.0 and prior versions have been deprecated.
4. TLS was developed by the Internet Engineering Task Force (IETF) as an improvement on SSL; TLS v1.0 was released in 1999 and based on SSL v3.0, with minor security improvements still significant enough that SSL v3.0 and TLS v1.0 did not inter-operate.
5. TLS v1.1 came out seven years later in 2006 and was replaced by TLS v1.2 shortly afterward, in 2008. That hurt TLS v1.1 adoption as many websites upgraded from TLS v1.0 directly to TLS v1.2. 11 years later, we are now at TLS v1.3.
6. TLS v1.3 was finalized in 2018 after nearly 30 IETF drafts. TLS v1.3 makes significant improvements over its predecessors. Microsoft, Apple, Google, Mozilla, Cloudflare, and Cisco have deprecated TLS v1.0 and TLS v1.1 as of March 2020. TLS v1.2 and TLS v1.3 are now the only SSL protocols still available.

So, in reality, TLS is simply a newer version of SSL. However, most people still say SSL instead of TLS. SSL and TLS serve the same purpose, protecting sensitive information during transmission, but under the hood, the cryptography has changed a lot from the original SSL to the latest TLS v1.3.

Digital certificates are the core of the SSL protocol; they start the secure connections between servers (e.g., websites, intranets, or VPN) and clients(e.g., web browsers, applications, or email clients).

SSL certificates offer adequate protection against phishing and eavesdropping on transmissions and automatic server authentication, such as a website domain. If a website asks for users’ sensitive information, it needs to have an SSL certificate to encrypt it during transmission. If there is no SSL certificate, then that connection should not be trusted with private information.

How does it work?

The primary purpose of SSL is to provide a secure transport-layer connection between two endpoints, the server, and the client. This connection is typically between a website server, the client’s browser, or a mail server and the client’s email application, such as Outlook.

SSL comprises two separate protocols:

1. The Handshake protocol authenticates the server(and optionally the client), negotiates crypto suites, and generates the shared key.
2. The Record protocol isolates each connection and uses the shared key to secure communications for the rest of the session.

Handshake Protocol

The SSL handshake is an asymmetric cryptography process for establishing a secure channel for servers and clients to communicate — HTTPS connections always begin with the SSL handshake.

A successful handshake occurs behind the client’s browser or application, instantly and automatically — without disturbing the client’s user experience. However, A failed handshake triggers the termination of the connection, usually preceded by an alert message in the client’s browser.

Provided the SSL is valid and correct, the handshake offers the following security benefits:

• Authentication: The server is always authenticated for as long as the connection is valid.
• Confidentiality: Data sent via SSL is encrypted and only visible to the server and client.
• Integrity: Digital Certificate Signatures ensure the data has not been modified during the transfer.

In summary, SSL certificates fundamentally work using a blend of asymmetric cryptography and symmetric cryptography for communications over the internet. Other infrastructures are also involved in achieving SSL communication in enterprises, known as Public Key Infrastructures.

How SSL Certificates Work

• A browser or server attempts to connect to a website (i.e., a web server) secured with SSL. The browser/server requests that the web server identify itself.
• The web server sends the browser/server a copy of its SSL certificate.
• The browser/server checks to see whether or not it trusts the SSL certificate. If so, it sends a message to the web server.
• The web server sends a digitally signed acknowledgment to start an encrypted SSL session.
• Encrypted data is shared between the browser/server and the web server.

There are many benefits to using SSL certificates. Namely, SSL customers can:

• Utilize HTTPS, which elicits a more robust Google ranking.
• Create safer experiences for your customers.
• Build customer trust and improve conversions.
• Protect both customer and internal data.
• Encrypt browser-to-server and server-to-server communication.
• Increase the security of your mobile and cloud apps.

Example of SSL

Say a user wants to access their StackPath account. To ensure security and confidentiality, StackPath forces high-grade encryption across its website. When the user logs in, their browser automatically exchanges keys with StackPath’s servers. These keys are then used to exchange encrypted messages between both systems, preventing anyone from eavesdropping or intercepting sensitive information.

When SSL is enabled on a webpage, the URL will have an “https” prefix instead of an “http” prefix. Most browsers also display a padlock icon or a green bar near the URL, depending on the level of encryption.

SSL certificates are issued through Certificate Authorities (CAs), entities entrusted with selling and distributing SSL certificates. CAs form the backbone of SSL, providing new certificates and verifying existing ones.

Getting started with SSL

The steps for enabling SSL are different for Apache, Nginx, and IIS, but the process is the same. The first step is to choose a CA and the type of certificate. Certificates can be used for a single domain, a domain with multiple subdomains, or multiple domains. CAs may also request various levels of validation depending on the type of certificate, from checking the domain’s registered owner to requesting legal identification.

The next step is to generate a private key and the certificate signing request (CSR). CSRs are provided to the CA in exchange for an SSL certificate. CSRs contain information that will be used in the certificate, such as the location of the organization, the domain name, and the administrator’s email address.

When the CA verifies the CSR, they will send the certificate and several additional certificates. These additional certificates are known as intermediate certificates and are used to verify the certificate with the CA. (Intermediate certificates stand between the public web and the CA’s root certificate, which has to remain private.) Once these certificates are installed, the server is SSL-ready.

Benefits of SSL

SSL creates trust by providing a secure channel for users to communicate with online services.

SSL/TLS

SSL (Secure Sockets Layer) и TLS (Transport Level Security) — криптографические протоколы, обеспечивающие защищенную передачу данных в компьютерной сети. Они широко используются в веб-браузерах, а также при работе с электронной почтой, обмене мгновенными сообщениями и в IP-телефонии.

Соединение, защищенное протоколом TLS, обладает одним или несколькими следующими свойствами:

• Безопасность: симметричное шифрование защищает передаваемую информацию от прочтения посторонними лицами.
• Аутентификация: «личность» участника соединения можно проверить с помощью асимметричного шифрования.
• Целостность: каждое сообщение содержит код (Message Authentication Code, MAC), с помощью которого можно проверить, что данные не были изменены или потеряны в процессе передачи.

Так как большинство протоколов связи могут быть использованы как с TLS/SSL, так и без него, при установке соединения необходимо явно указать серверу, хочет ли клиент устанавливать TLS. Один способ добиться этого — использовать порт, по которому соединение всегда устанавливается с использованием TLS (например, 443 для HTTPS). Другой способ — использовать специальную команду серверу от клиента переключить соединение на TLS (например, STARTTLS для протоколов электронной почты).

История SSL

SSL изначально разработан компанией Netscape для добавления протокола — HTTPS в свой веб-браузер Netscape Navigator, потому что компания считала, что безопасное соединение между клиентом и сервером в первую очередь послужит успехом развитию Интернета как инструмента бизнеса.

Из-за невозможности гарантировать безопасность сети, через которую передается информация наилучшим способом защитить ее было выбрано шифрование и дешифрование на концах устанавливаемого соединения соответственно. Netscape могли бы встроить этот подход напрямую в свой браузер, но это бы не предоставило единого решения, которое другие приложения могли бы использовать. Требовалось получить более общный, независимый от приложения подход.

В итоге, Netscape разработал протокол SSL работающий поверх TCP, а также предоставляющий TCP-подобный интерфейс для приложений более высокого уровня. В теории, одним из преимуществ SSL для разработчиков являлась возможность заменить все традиционные TCP вызовы на новые SSL вызовы. Специфические детали того, как SSL шифрует и дешифрует данные были относительно прозрачны.

Устройство протокола SSL

Протокол SSL размещается между двумя протоколами: протоколом, который использует программа-клиент (HTTP, FTP, LDAP, TELNET и т.д.) и транспортным протоколом TCP/IP. SSL защищает данные, выступая в роли фильтра для обеих сторон и передает их далее на транспортный уровень.

Работу протокола можно разделить на два уровня:

• Слой протокола подтверждения подключения (Handshake Protocol Layer)
• Слой протокола записи

Первый слой, в свою очередь, состоит из трех подпротоколов:

• Протокол подтверждения подключения (Handshake Protocol)
• Протокол изменения параметров шифра (Cipher Spec Protocol)
• Предупредительный протокол (Alert Protocol)

Протокол подтверждения подключения производит цепочку обмена данными, что в свою очередь начинает аутентификацию сторон и согласовывает шифрование, хэширование и сжатие. Следующий этап — аутентификация участников, которая осуществляется также протоколом подтверждения подключения.

Протокол изменения параметров шифра используется для изменения данных ключа (keying material) — информации, которая используется для создания ключей шифрования. Протокол состоит всего из одного сообщения, в котором сервер говорит, что отправитель хочет изменить набор ключей.

Предупредительный протокол содержит сообщение, которое показывает сторонам изменение статуса или сообщает о возможной ошибке. Обычно предупреждение отсылается тогда, когда подключение закрыто и получено неправильное сообщение, сообщение невозможно расшифровать или пользователь отменяет операцию.

Протокол записи

Протокол записи (Record Layer) — это уровневый протокол. На каждом уровне сообщения включают поля для длины, описания и проверки. Протокол записи принимает сообщения, которые нужно передать, фрагментирует данные в управляемые блоки, разумно сжимает данные, применяя MAC (message authentication code), шифрует и передаёт результат. Полученные данные он расшифровывает, проверяет, распаковывает, собирает и доставляет к более верхним уровням клиента.

Существует четыре протокола записи:

• Протокол рукопожатия (handshake protocol);
• Протокол тревоги (alert protocol);
• Протокол изменения шифра (the change cipher spec protocol);
• Протокол приложения (application data protocol);

Принцип работы SSL

Принцип работы SSL состоит из двух фаз: фаза рукопожатия и фаза передачи данных. Во время фазы рукопожатия клиент и сервер используют шифрование открытым ключом для того, чтобы определить параметры секретного ключа, используемого клиентом и сервером для шифрования во время фазы передачи данных.

Клиент инициирует рукопожатие посылая “hello”-сообщение серверу. Такое сообщение содержит список алгоритмов симметричного шифрования (cipher specs), поддерживаемых клиентом. Сервер отвечает похожим “hello”-сообщением, выбрав при этом наиболее подходящий алгоритм шифрования из полученного списка. Далее сервер отправляет сертификат, который содержит его публичный ключ.

Сертификат — это набор данных, который подтверждает подлинность. Подтвержденная третья сторона, известная как центр сертификации (CA), генерирует сертификат и проверяет его подлинность. Чтобы получить сертификат сервер должен использовать безопасные каналы для отправки своего публичного ключа в центр сертификации. Он генерирует сертификат, который содержит его собственный ID, ID сервера, публичный ключ сервера и другую информацию. А также центр сертификации создает отпечаток (digest) сертификата, который, по сути, является контрольной суммой. Далее центр сертификации создает подпись сертификата (certificate signature), которая формируется путем шифрования отпечатка сертификата приватным ключом центра сертификации.

Для проверки сертификата сервера клиент использует публичный ключ центра сертификации для расшифровки подписи. Затем клиент самостоятельно считает отпечаток сертификата сервера и сверяет с расшифрованным. Если они не совпадают, то сертификат был подделан. Естественно, для расшифровки подписи у клиента должен быть публичный ключ центра авторизации. Поэтому клиент хранит у себя список публичных ключей подтвержденных центров сертификации. По факту, многие браузерные приложения имеют подобный список, находящийся непосредственно в их коде. Когда клиент установил подлинность сервера (сервер также может запросить сертификат у клиента), сервер использует шифрование открытым ключом для определения секретного ключа для обмена информацией.

Фаза рукопожатия завершается отправкой “finished”-сообщений, как только обе стороны готовы начать использование секретного ключа. Начинается фаза передачи данных, в ходе которой каждая сторона разбивает исходящие сообщения на фрагменты и прикрепляет к ним коды авторизации сообщений MAC (message authentication code). Код авторизации сообщения это зашифрованный отпечаток, вычисленный на основе содержимого сообщений. Из соображений безопасности, он не совпадает с секретным ключом и вычисляется вместе с секретным ключом на стадии рукопожатия. Для получения полноценного SSL пакета каждая из сторон объединяет данные фрагмента, код авторизации сообщения, заголовки сообщения и шифруют с использованием секретного. При получении пакета, каждая из сторон расшифровывает его и сверяет полученный код авторизации сообщения со своим. Если они не совпадают, то пакет был подделан.

Цифровые сертификаты

Протокол SSL использует сертификаты для проверки соединения. Сертификаты расположены на безопасном сервере и используются для шифрования данных и идентификации Web-сайта.

Способы получения SSL-сертификата:

• Использовать сертификат, выданный центром сертификации (Certification authority)
• Использовать самоподписанный сертификат
• Использовать «пустой» сертификат

Самоподписанный сертификат — сертификат, созданный самим пользователем — в этом случае издатель сертификата совпадает с владельцем сертификата. «Пустой» сертификат — сертификат, содержащий фиктивную информацию, используемую в качестве временной для настройки SSL и проверки его функциональности в данной среде.

Хэширование

Хеш-значение является идентификатором сообщения, его размер меньше размера оригинального сообщения. Самыми известными хеш-алгоритмами являются MD5 (Message Digest 5), который создает 128-битное хеш-значение, SHA-1 (Standard Hash Algorithm), создающий 160-битное хеш-значение, SHA-2 и SHA-3. Результат работы алгоритма хеширования — значение, которое используется для проверки целостности передачи данных.

Шифрование

Существует два основных способа шифрования данных: симметричный ключ (общий секретный ключ) и асимметричный ключ (открытый ключ).

Открытый ключ

Суть асимметричного шифрования заключается в том, что используется пара ключей. Один из них используется в качестве открытого (как правило, он публикуется в самом сертификате владельца), второй ключ называется секретным — он держится в тайне и никогда никому не открывается. Оба ключа работают в паре: один используется для запуска противоположных функций другого ключа. Если открытый ключ используется для того, чтобы зашифровать данные, то расшифровать их можно только секретным ключом и наоборот. Такая взаимосвязь позволяет делать две важные вещи.

Любой пользователь может получить открытый ключ по назначению и использовать его для шифрования данных, расшифровать которые может только пользователь, владеющий секретным ключом. (RSA)

Если заголовок шифрует данные, используя свой секретный ключ, каждый может расшифровать данные, используя соответствующий открытый ключ. Именно это является основой для цифровых подписей. (DSA)

RSA — самый распространенный алгоритм шифрования с использованием асимметричных ключей.

Секретный ключ

При шифровании секретным ключом используется один и тот же ключ для шифрованных данных. Если стороны хотят обменяться зашифрованными сообщениями в безопасном режиме, то у обеих сторон должны быть одинаковые симметричные ключи. Такой тип шифрования используется для большого объёма данных. Обычно используются алгоритмы DES, 3-DES, RC2, RC4 и AES.

Комбинированный подход

Алгоритмы симметричного шифрования часто включают установленное число добавок и сдвигов. Такие алгоритмы часто используют ключ для помощи при битовых манипуляциях или для того, чтобы шифруемые данные стали более случайными. Другими словами, при увеличении размера секретного ключа может увеличиться случайность шифруемых данных, но не обязательно возрастет сложность вычислений при расшифровке. Однако, шифрование открытым ключом использует ключ как экспоненту, поэтому значительное увеличения ключа сильно увеличивает количество вычислений, требуемых для шифрования / дешифрования данных.

Таким образом хотя алгоритмы шифрования открытым ключом не сталкиваются с проблемой распределения, с которой сталкиваются алгоритмы шифрования секретным ключом, они требует значительно больше вычислительной мощности. Для использования сильных сторон обоих типов алгоритмов протоколы безопасности обычно используют шифрование открытым ключом для передачи секретных ключей. Как только секретный ключ доставлен начинается передача данных с использованием симметричного шифрования.

Существует еще один подход, использующий открытый ключ как соглашение, а не как способ доставки секретного ключа другим. Обе стороны обмениваются публичными ключами и независимо генерируют секретный ключ. Самой распространенной формой такого соглашения является протокол Диффи-Хеллмана. Хотя SSL поддерживает протокол Диффи-Хеллмана, большинство SSL транзакций не используют его. Вместо него используется алгоритм RSA, который решает проблему распределения секретных ключей.

Аутентификация и обмен ключами

SSL поддерживает 3 типа аутентификации:

• аутентификация обеих сторон (клиент — сервер),
• аутентификация сервера с неаутентифицированным клиентом,
• полная анонимность.

Обычно для аутентификации используются алгоритмы: RSA, DSA, ECDSA.

Если сервер аутентифицирован, то его сообщение о сертификации должно обеспечить верную сертификационную цепочку, ведущую к приемлемому центру сертификации. Проще говоря, аутентифицированный сервер должен предоставить допустимый сертификат клиенту. Каждая сторона отвечает за проверку того, что сертификат другой стороны ещё не истек и не был отменен. Всякий раз, когда сервер аутентифицируется, канал устойчив (безопасен) к попытке перехвата данных между веб-сервером и браузером, но полностью анонимная сессия по своей сути уязвима к такой атаке. Анонимный сервер не может аутентифицировать клиента.

Главная цель процесса обмена ключами — это создание секрета клиента (pre_master_secret), известного только клиенту и серверу. Секрет (pre_master_secret) используется для создания общего секрета (master_secret). Общий секрет необходим для того, чтобы создать сообщение для проверки сертификата, ключей шифрования, секрета MAC (message authentication code) и сообщения «finished». Отсылая сообщение «finished», стороны указывают, что они знают верный секрет (pre_master_secret).

Анонимный обмен ключами

Полностью анонимная сессия может быть установлена при использовании алгоритма RSA или Диффи-Хеллмана для создания ключей обмена. В случае использования RSA клиент шифрует секрет (pre_master_secret) с помощью открытого ключа несертифицированного сервера. Открытый ключ клиент узнает из сообщения обмена ключами от сервера. Результат посылается в сообщении обмена ключами от клиента. Поскольку перехватчик не знает закрытого ключа сервера, то ему будет невозможно расшифровать секрет (pre_master_secret). При использовании алгоритма Диффи-Хеллмана открытые параметры сервера содержатся в сообщении обмена ключами от сервера, и клиенту посылают в сообщении обмена ключами. Перехватчик, который не знает приватных значений, не сможет найти секрет (pre_master_secret).

Аутентификация и обмен ключами при использовании RSA

В этом случае обмен ключами и аутентификация сервера может быть скомбинирована. Открытый ключ также может содержаться в сертификате сервера или может быть использован временный ключ RSA, который посылается в сообщении обмена ключами от сервера. Когда используется временный ключ RSA, сообщения обмена подписываются server’s RSA или сертификат DSS. Сигнатура содержит текущее значение сообщения Client_Hello.random, таким образом, старые сигнатуры и старые временные ключи не могут повторяться. Сервер может использовать временный ключ RSA только однажды для создания сессии. После проверки сертификата сервера клиент шифрует секрет (pre_master_secret) при помощи открытого ключа сервера. После успешного декодирования секрета (pre_master_secret) создается сообщение «finished», тем самым сервер демонстрирует, что он знает частный ключ, соответствующий сертификату сервера.

Когда RSA используется для обмена ключами, для аутентификации клиента используется сообщение проверки сертификата клиента. Клиент подписывается значением, вычисленным из master_secret и всех предшествующих сообщений протокола рукопожатия. Эти сообщения рукопожатия содержат сертификат сервера, который ставит в соответствие сигнатуре сервера сообщение Server_Hello.random, которому ставит в соответствие сигнатуру текущему сообщению рукопожатия.

Аутентификация и обмен ключами при использовании протокола Диффи-Хеллмана

В этом случае сервер может также поддерживать содержащий конкретные параметры алгоритм Диффи-Хеллмана или может использовать сообщения обмена ключами от сервера для посылки набора временных параметров, подписанных сертификатами DSS или RSA. Временные параметры хэшируются с сообщением hello.random перед подписанием для того, чтобы злоумышленник не смог совершить повтор старых параметров. В любом случае клиент может проверить сертификат или сигнатуру для уверенности, что параметры принадлежат серверу.

Если клиент имеет сертификат, содержащий параметры алгоритма Diffie-Hellman, то сертификат также содержит информацию, требующуюся для того, чтобы завершить обмен ключами. В этом случае клиент и сервер должны будут сгенерировать одинаковые Diffie-Hellman результаты (pre_master_secret) каждый раз, когда они устанавливают соединение. Для того, чтобы предотвратить хранение секрета (pre_master_secret) в памяти компьютера на время дольше, чем необходимо, секрет должен быть переведен в общий секрет (master_secret) настолько быстро, насколько это возможно. Параметры клиента должны быть совместимы с теми, которые поддерживает сервер для того, чтобы работал обмен ключами.

Восстановление сессии

Создатели SSL знали, что алгоритмы шифрования открытым ключом вычислительно сложные, и клиент, создающий несколько новых соединений к одному и тому же серверу в течение короткого промежутка времени может сильно нагрузить сервер, что приведет к заметным временным задержкам ответа. Однако, если клиент и сервер уже установили соединение, то ему будет соответствовать уникальный идентификатор сессии, позволяющий ссылаться на него и использовать такой же секретный ключ при последующих соединениях в рамках некоторого временного отрезка. Безусловно, такой подход привносит определенный риск в безопасность соединения. Поэтому, если необходимо, клиент может пересоздать новые идентификатор и секретный ключ для данной сессии. Microsoft’s Internet Explorer, например, проделывают эту операцию каждые 2 минуты.

Администрирование

Обслуживание сертификатов и ключей

Если клиент планирует обратиться к серверу, который требует клиентской аутентификации, он должен хранить свой сертификат и связанный с ним приватный ключ. Сервер должен всегда хранить свой сертификат и связанный с ним приватный ключ.

Хранилище идентификаторов сессий

Клиент и сервер обязаны хранить идентификаторы сессий и связанные с ними секретные ключи для использования во время восстановления соединения.

SSL 1.0, 2.0, 3.0 и TLS

Версия 1.0 никогда не была обнародована. Версии 2.0 была выпущена в феврале 1995 года, но содержала много недостатков по безопасности, которые привели к разработке SSL 3.0 версии.

Как только различные компании (Microsoft) начали предпринимать попытки разработки собственных безопасных протоколов транспортировки, IETF решило вмешаться и определить стандарт протокола шифрования. Впоследствии, при поддержке множества компаний, на основании протокола SSL 3.0 был разработан и принят стандарт RFC, получивший имя TLS 1.0. Его также часто называют SSL 3.1.

Хотя TLS и SSL имеют существенные различия в реализации, разработчики обычно замечают лишь немногие из них, а конечные пользователи вовсе их не различают. Тем не менее TLS 1.0 и SSL 3.0 несовместимы. Значительное различие состоит в том, что TLS требует определенные алгоритмы шифрования, которые SSL не поддерживает. Таким образом TLS сервер должен “откатиться” (downgrade) до SSL 3.0 для работы с клиентами, использующими SSL 3.0.

Принцип работы TLS

Протокол TLS делится на два слоя: TLS Record и TLS Handshake.

Подтверждение связи (handshake)

1. Клиент посылает сообщение ClientHello, указывающее версию SSL или TLS и поддерживаемые клиентом методы шифрования (англ. CipherSuite). Это сообщение также содержит случайное число (набор байт), которое используется в последующих вычислениях. Протокол также позволяет указать поддерживаемые клиентом методы сжатия данных.
2. Сервер отвечает сообщением ServerHello, которое содержит метод шифрования, выбранный сервером из списка, предложенного клиентом, а также идентификатор сессии и еще одно случайное число. Также сервер посылает свой цифровой сертификат. Если серверу нужен сертификат для аутентификации клиента, на этом шаге он может послать клиенту запрос такого сертификата.
3. Клиент проверяет сертификат сервера.
4. Клиент отправляет случайное число, которое клиент и сервер используют для шифрования последующих сообщений. Сама строка из байт шифруется публичным ключом сервера.
5. Если сервер потребовал у клиента сертификат, клиент отсылает набор байт, зашифрованный его секретным ключом, и свой цифровой сертификат, или оповещение об отсутствии сертификата.
6. Сервер проверяет сертификат клиента.
7. Клиент и сервер отправляют друг другу сообщение ChangeCipherSpec, объявляя об изменении режима передачи данных с незащищенного на защищенный.
8. Клиент отправляет сообщение Finished, зашифрованное секретным ключом, и таким образом завершает подтверждение связи со своей стороны.
9. Аналогичные действия производит сервер.
10. На протяжении данной сессии клиент и сервер могут обмениваться сообщениями, зашифрованными секретным ключом.

Возобновление сессии

1. Клиент посылает сообщение ClientHello, используя ID сессии, которую нужно возобновить.
2. Сервер проверяет, есть ли у него в кэше соответствующий идентификатор. Если есть и сервер способен возобновить сессию, он отсылает клиенту сообщение ServerHello с этим же ID сессии. Если нет, сервер генерирует новый ID сессии и выполняет процедуру handshake с клиентом.
3. Клиент и сервер обмениваются сообщениями ChangeCipherSpec, а затем Finished.
4. Передача данных по защищенному каналу возобновляется.

Протокол записи (TLS Record)

Этот слой защищает данные с помощью ключей, полученных при подтверждении связи, и проверяет целостность и источник входящих сообщений. Он выполняет следующие функции:

• Разбиение исходящих сообщений на блоки нужного размера и «склеивание» входящих сообщений.
• Сжатие исходящих сообщений и распаковку входящих (используется не всегда).
• Применение кода аутентификации к исходящим сообщениям и проверку входящих с помощью MAC.
• Шифрование исходящих сообщений и дешифровку входящих.

После обработки протоколом TLS Record зашифрованные данные передаются на слой TCP для передачи.

Какой компанией был разработан протокол ssl

SSL (англ.  Secure Sockets Layer  — уровень защищённых сокетов) — криптографический протокол, который обеспечивает установление безопасного соединения между клиентом и сервером. SSL изначально разработан компанией Netscape Communications. Впоследствии на основании протокола SSL 3.0 был разработан и принят стандарт RFC, получивший имя TLS.

Протокол обеспечивает конфиденциальность обмена данными между клиентом и сервером, использующими TCP/IP, причём для шифрования используется асимметричный алгоритм с открытым ключом. При шифровании с открытым ключом используются два ключа, открытый и секретный, причем любой из них может использоваться для шифрования сообщения. Если для шифрования сообщения был использован открытый ключ, то для расшифровки должен использоваться секретный, и наоборот. В такой ситуации возможны два способа использования ключей. Во-первых, сторона, хранящая в тайне секретный ключ и опубликовавшая открытый, может принимать от противоположной стороны сообщения, зашифрованные открытым ключом, которые не может прочитать никто, кроме нее (ведь для расшифровки требуется секретный ключ, известный только ей). Во-вторых, с помощью закрытого ключа сторона-обладатель закрытого ключа может создавать зашифрованные сообщения, которые может прочесть кто угодно (ведь для расшифровки нужен открытый ключ, доступный всем), но при этом прочитавший может быть уверен, что это сообщение было создано стороной-обладателем секретного ключа.

Содержание

Описание

Протокол SSL состоит из двух подпротоколов: протокол SSL записи и рукопожатия. Протокол SSL записи определяет формат, используемый для передачи данных. Протокол SSL включает рукопожатие с использованием протокола SSL записи для обмена сериями сообщений между сервером и клиентом во время установления первого соединения. Для работы SSL требуется, чтобы на сервере имелся SSL-сертификат.

SSL предоставляет канал, имеющий 3 основных свойства:

• Аутентификация. Сервер всегда аутентифицируется, в то время как клиент аутентифицируется в зависимости от алгоритма.
• Целостность. Обмен сообщениями включает в себя проверку целостности.
• Конфиденциальность канала. Шифрование используется после установления соединения и используется для всех последующих сообщений.

В протоколе SSL все данные передаются в виде записей-объектов, состоящих из заголовка и передаваемых данных. Передача начинается с заголовка. Заголовок содержит либо два, либо три байта кода длины. Причём, если старший бит в первом байте кода равен единице, то запись не имеет заполнителя и полная длина заголовка равна двум байтам, иначе запись содержит заполнитель и полная длина заголовка равна трём байтам. Код длины записи не включает в себя число байт заголовка. Длина записи 2-байтового заголовка:

Здесь byte[0] и byte[1] — первый и второй полученные байты. Длина записи 3-байтового заголовка:

Здесь Padding определяет число байтов, добавленных отправителем к исходному тексту, для того, чтобы сделать длину записи кратной размеру блока шифра, при использовании блочного шифра.
Теперь отправитель «заполненной» записи добавляет заполнитель после имеющихся данных и шифрует всё это. Причем, содержимое заполнителя никакой роли не играет. Из-за того, что известен объём передаваемых данных, заголовок может быть сформирован с учетом Padding.
В свою очередь получатель записи дешифрует все поля данных и получает полную исходную информацию. Затем производится вычисление значения RecLength по известному Padding, и заполнитель из поля данных удаляется. Данные записи SSL состоят из 3 компонент:

• MAC_Data[Mac_Size] — (Message Authentication Code) — код аутентификации сообщения
• Padding_Data[Padding] — данные заполнителя
• Actual_Data[N] — реальные данные

Когда записи посылаются открытым текстом, очевидно, что никакие шифры не используются. Тогда длина Padding_Data и MAC_Data равны нулю. При использовании шифрования Padding_Data зависит от размера блока шифра, а MAC_Data зависит от выбора шифра. Пример вычисления MAC_Data:

Значение Secret зависит от того, кто (клиент или сервер) посылает сообщение. Sequence_Number — счётчик, который инкрементируется как сервером, так и клиентом. Здесь Sequence_Number представляет собой 32-битовый код, передаваемый хэш-функции в виде 4 байт, причём, первым передаётся старший байт. Для MD2, MD5 MAC_Size равен 16 байтам (128 битам). Для 2-байтового заголовка максимальная длина записи равна 32767 байтов, а для 3-байтного заголовка — 16383 байтов.

История и развитие

Протокол SSL был изначально разработан компанией Netscape. Версия протокола 1.0 публично не выпускалась. Версия 2.0 была выпущена в феврале 1995 года, но «содержала много недостатков по безопасности, которые, в конечном счёте, привели к созданию версии 3.0», которая была выпущена в 1996 году. Тем самым версия SSL 3.0 послужила основой для создания протокола TLS 1.0, стандарт протокола Internet Engineering Task Force (IETF) впервые был определен в RFC 2246 в январе 1999 года. Visa, Master Card, American Express и многие другие организации, работающие с интернет деньгами, имеют лицензию на использование протокола SSL для коммерческих целей в сети Интернет.

SSL работает модульным способом. Тем самым SSL расширяемо в соответствии с проектом о поддержке прямой и обратной совместимости и переговорам между соединениями в одноранговой сети.

Применение

Значительное использование протокола SSL привело к формированию протокола HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure), поддерживающего шифрование. Данные, которые передаются по протоколу HTTPS, «упаковываются» в криптографический протокол SSL или TLS, тем самым обеспечивая защиту этих данных. Такой способ защиты широко используется в мире Веб для приложений, в которых важна безопасность соединения, например в платёжных системах. HTTPS поддерживается всеми браузерами. В отличие от HTTP, для HTTPS по умолчанию используется TCP-порт 443.

Изначально виртуальные частные сети (VPN) на основе SSL разрабатывались как дополнительная и альтернативная технология удалённого доступа на основе IPsec VPN. Однако, такие факторы, как достаточная надёжность и дешевизна сделали эту технологию привлекательной для организации VPN. Также SSL получил широкое применение в электронной почте.

Основные цели протокола в порядке приоритетности

1. Криптографическая безопасность: SSL устанавливает безопасное соединение между двумя сторонами.
2. Совместимость: Программисты, независимо друг от друга могут создавать приложения, использующие SSL, которые впоследствии будут способны успешно обмениваться криптографическими параметрами без всякого знания кода чужих программ.
3. Расширяемость: SSL стремится обеспечить рабочее пространство, в котором новые открытые ключи и трудоемкие методы шифрования могут быть включены по мере необходимости.
4. Относительная эффективность: работа протокола на основе SSL требует больших скоростей от CPU, в частности для работы с открытыми ключами. По этой причине SSL протокол был включен в необязательную сессию схемы кеширования для уменьшения числа соединений, которые необходимо устанавливать с нуля. Кроме того, большое внимание уделяется тому, чтобы уменьшить сетевую активность.

Аутентификация и обмен ключами

SSL поддерживает 3 типа аутентификации:

• аутентификация обеих сторон (клиент — сервер),
• аутентификация сервера с неаутентифицированным клиентом
• полная анонимность.

Всякий раз, когда сервер аутентифицируется, канал безопасен против попытки перехвата данных между веб-сервером и браузером, но полностью анонимная сессия по своей сути уязвима к такой атаке. Анонимный сервер не может аутентифицировать клиента. Если сервер аутентифицирован, то его сообщение сертификации должно обеспечить верную сертификационную цепочку, ведущую к приемлемому центру сертификации. Проще говоря, аутентифицированный клиент должен предоставить допустимый сертификат серверу. Каждая сторона отвечает за проверку того, что сертификат другой стороны еще не истек и не был отменен. Главная цель процесса обмена ключами — это создание секрета клиента (pre_master_secret), известного только клиенту и серверу. Секрет (pre_master_secret) используется для создания общего секрета (master_secret). Общий секрет необходим для того чтобы создать сообщение для проверки сертификата, ключей шифрования, секрета MAC (message authentication code) и сообщения «finished». При посылке верного сообщения «finished», тем самым стороны докажут что они знают верный секрет (pre_master_secret).

Анонимный обмен ключами

Полностью анонимная сессия может быть установлена при использовании алгоритма RSA или Диффи-Хеллмана для создания ключей обмена. В случае использования RSA клиент шифрует секрет (pre_master_secret) с помощью открытого ключа несертифицированного сервера. Открытый ключ клиент узнает из сообщения обмена ключами от сервера. Результат посылается в сообщении обмена ключами от клиента. Поскольку перехватчик не знает закрытого ключа сервера, то ему будет невозможно расшифровать секрет (pre_master_secret). При использовании алгоритма Диффи-Хеллмана открытые параметры сервера содержатся в сообщении обмена ключами от сервера, и клиенту посылают в сообщении обмена ключами. Перехватчик, который не знает приватных значений, не сможет найти секрет (pre_master_secret).

Обмен ключами при использовании RSA и аутентификация

В этом случае обмен ключами и аутентификация сервера может быть скомбинирована. Открытый ключ также может содержаться в сертификате сервера или может быть использован временный ключ RSA, который посылается в сообщении обмена ключами от сервера. Когда используется временный ключ RSA, сообщения обмена подписываются server’s RSA или сертификат DSS. Сигнатура включает текущее значение сообщения Client_Hello.random, таким образом старые сигнатуры и старые временные ключи не могут повторяться. Сервер может использовать временный ключ RSA только однажды для создания сессии. После проверки сертификата сервера клиент шифрует секрет (pre_master_secret) при помощи открытого ключа сервера. После успешного декодирования секрета (pre_master_secret) создается сообщение «finished», тем самым сервер демонстрирует, что он знает частный ключ соответствующий сертификату сервера.

Когда RSA используется для обмена ключами, для аутентификации клиента используется сообщение проверки сертификата клиента. Клиент подписывается значением, вычисленным из master_secret и всех предшествующих сообщений протокола рукопожатия. Эти сообщения рукопожатия включают сертификат сервера, который ставит в соответствие сигнатуре сервера, сообщение Server_Hello.random, которому ставит в соответствие сигнатуру текущему сообщению рукопожатия.

Обмен ключами при использовании Diffie-Hellman и аутентификация

В этом случае сервер может также поддерживать содержащий конкретные параметры алгоритм Диффи-Хеллмана или может использовать сообщения обмена ключами от сервера для посылки набора временных параметров подписанных сертификатами DSS или RSA. Временные параметры хэшируются с сообщением hello.random перед подписанием, для того чтобы злоумышленник не смог совершить повтор старых параметров. В любом случае клиент может проверить сертификат или сигнатуру, для уверенности, что параметры принадлежат серверу.

Если клиент имеет сертификат, содержащий параметры алгоритма Diffie-Hellman, то сертификат также содержит информацию требуемую для того чтобы завершить обмен ключами. Заметим, что в этом случае клиент и сервер должны будут сгенерировать те же Diffie-Hellman результаты (pre_master_secret), каждый раз когда они устанавливают соединение. Для того чтобы предотвратить остановку секрета (pre_master_secret) в памяти компьютера на время дольше, чем необходимо, секрет должен быть переведен в общий секрет (master_secret) настолько быстро, на сколько это возможно. Параметры клиента должны быть совместимы с теми, которые поддерживает сервер для того, чтобы работал обмен ключами.

Протокол записи (Record Layer)

Протокол записи — это уровневый протокол. На каждом уровне сообщения включают поля для длины, описания и проверки. Протокол записи принимает сообщения, которые нужно передать, фрагментирует данные в управляемые блоки, разумно сжимает данные, применяя MAC (message authentication code), шифрует и передаёт результат. Полученные данные он расшифровывает, проверяет, распаковывает, собирает и доставляет к более верхним уровням клиента.

Существует четыре протокола записи: протокол рукопожатия (handshake protocol), протокол тревоги (alert protocol), протокол изменения шифра (the change cipher spec protocol), протокол приложения (application data protocol). Если SSL реализация получает тип записи, который ей неизвестен, то эта запись просто игнорируется. Любой протокол созданный для использования совместно с SSL должен быть хорошо продуман, так как будет иметь дело с атаками на него. Заметим, что из-за типа и длины записи, протокол не защищен шифрованием. Внимание следует уделить тому, чтобы минимизировать трафик.

Протокол рукопожатия (handshake)

SSL клиент и сервер договариваются об установлении связи с помощью процедуры рукопожатия. Во время рукопожатия клиент и сервер договариваются о различных параметрах, которые будут использованы, чтобы обеспечить безопасность соединения.

• Рукопожатие начинается тогда, когда клиент подключается к SSL серверу. Запрос безопасного соединения представляет собой список поддерживаемых шифров и хэш-функций.

• Из этого списка сервер выбирает самый сильный шифр и хэш-функцию, которую он также поддерживает, и уведомляет клиентов о принятом решении.

• Сервер отсылает это решение в виде цифрового сертификата. Сертификат, обычно, содержит имя сервера, доверенный Центр Сертификации, и открытый ключ шифрования сервера. Клиент может связаться с сервером, который выдал сертификат (доверенного центра сертификации, выше) и убедиться, что сертификат является подлинным прежде чем продолжить.

• Для того, чтобы сгенерировать ключи сеанса, используется безопасное соединение. Клиент шифрует случайное число с помощью открытого ключа (ОК) сервера и отправляет результат на сервер. Только сервер в состоянии расшифровать его (с его закрытым ключом (ЗК)), и только этот факт делает ключи скрытыми от третьей стороны, так как только сервер и клиент имели доступ к этим данным. Клиент знает открытый ключ и случайное число, а сервер знает закрытый ключ и (после расшифровки сообщения клиента) случайное число. Третья сторона, возможно, знает только открытый ключ, если закрытый ключ не был взломан.

• Из случайного числа обе стороны создают ключевые данные для шифрования и расшифровывания.

На этом рукопожатие завершается, и начинается защищенное соединение, которое зашифровывается и расшифровывается с помощью ключевых данных. Если любое из перечисленных выше действий не удается, то рукопожатие SSL не удалось, и соединение не создается.

Протокол изменения параметров шифрования (The Change Cipher Spec Protocol)

Он существует для сигнализации перехода в режим шифрования. Протокол содержит единственное сообщение, которое зашифровано и сжато при текущем установленном соединении. Сообщение состоит только из одного бита со значением 1.

Сообщение изменения шифра посылается и клиентом и сервером для извещения принимающей стороны, что последующие записи будут защищены в соответствии с новым договоренным CipherSpec и ключами. Принятие этого сообщения заставляет получателя отдать приказ уровню записи незамедлительно копировать состояние отложенного чтения в состояние текущего чтения. Сразу после послания этого сообщения, тот кто послал должен отдать приказ уровню записи перевести режим отложенной записи в режим текущей записи. Сообщение изменения шифра посылается во время рукопожатия, после того как параметры защиты были переданы, но перед тем как будет послано сообщение ‘finished’.

Протокол тревоги (Alert Protocol)

Один из типов проверки, поддерживаемых в протоколе SSL записи, — это протокол тревоги. Сообщение тревоги передаёт трудности, возникшие в сообщении, и описание тревоги. Сообщение тревоги с критическим уровнем незамедлительно прерывает соединение. В этом случае другие соединения, соответствующие сессии, могут быть продолжены, но идентификатор сессии должен быть признан недействительным. Как и другие сообщения, сообщение тревоги зашифровано и сжато, как только указано текущее состояние соединения.

Протокол приложения (Application Data Protocol)

Сообщение приложения данных работает на уровне записи. Он фрагментируется, сжимается и шифруется на основе текущего состояния соединения. Сообщения считаются прозрачными для уровня записи.

Ошибки в протоколе SSL

В протоколе SSL обработка ошибок очень проста. Когда ошибка обнаружена, тот, кто её обнаружил, посылает об этом сообщение своему партнёру. Неустранимые ошибки требуют от сервера и клиента разрыва соединения. Протокол SSL определяет следующие ошибки:

1. Unsupported_Certificate_Type_Error: такая ошибка возникает, когда клиент/сервер получает тип сертификата, который не поддерживается. Ошибка устранима (только для аутентификации клиента).
2. No_Cipher_Error: ошибка возникает, когда сервер не может найти размер ключа или шифр, который поддерживается также и клиентом. Ошибка неустранима.
3. Bad_Certificate_Error: такая ошибка возникает, когда сертификат считается принимающей стороной плохим. Это означает, что или некорректна подпись сертификата, или его значение некорректно. Ошибка устранима (только для аутентификации клиента).
4. No_Certificate_Error: если послано сообщение Request_Certificate, то эта ошибка может быть прислана по причине того, что клиент не имеет сертификата. Ошибка устранима.

Атаки

Существует ряд атак, которые могут быть предприняты против протокола SSL. Однако SSL устойчив к этим атакам, при условии, что пользователь использует только доверенные сервера для обработки информации.

«Взлом» агентами ФБР SSL-соединений с помощью систем прослушки Carnivore и NarusInsight

Наиболее известный инцидент по массовому «взлому» информации защищенной SSL-протоколами был произведен агентами ФБР с помощью систем Carnivore и NarusInsight, что привело к судебному процессу от лица правозащитной организации Electronic Frontier Foundation против AT&T (подробнее в статье о NarusInsight), который установил данные комплексы для взлома криптографически защищенной информации.

Несмотря на высокий общественный резонанс в США данного дела и расследование на уровне конституционного комитета Палаты представителей (см. подробнее в статье Carnivore), технологически взлом протокола SSL агентами ФБР не производился. Carnivore и NarusInsight были установле в самом ЦОД, где находились сервера ведущие SSL-соединенения с удаленными клиентами. NarusInsight полностью восстановил зашифрованную информацию путем прослушивания не SSL-соединения, а внутреннего траффика между серверами приложений внутри самого ЦОД, уже после того как данные поступившие по SSL была расшифрованы сами сервером их принявшим от внешних пользователей.

Тем не менее, указанный инцидент показал, что SSL не может являться надежным средством криптозащиты данных серверов в Интернет покуда спецслужбы устанавливают системы прослушивания в ЦОД такие как NarusInsight или СОРМ-2. Любой вид криптографии подразумевающий, что ключи от шифров находятся у сервера-получателя в ЦОД взламываются снифферами спецслужб в автоматическом режиме за счет внедрения их в самого получателя. Далее данные полностью реконструируются по процедурам, которые на данный момент регулируется и законодательными актами такими как «Патриотический акт». Причем указанные законодательные акты запрещают вплоть до судебного преследования владельцов ЦОД удаление снифферов спецслужб из внутренней части серверов-получателей. С учетом наличия данных систем, SSL-протокол может защищать только соединение двух пользователей в Интернет, но не защищает от спецслужб любое SSL-соединение с внешним Web-сайтом.

Раскрытие шифров

Как известно, SSL зависит от различных криптографических параметров. Шифрование с открытым ключом RSA необходимо для пересылки ключей и аутентификации сервера/клиента. Однако в качестве шифра используются различные криптографические алгоритмы. Таким образом, если осуществить успешную атаку на эти алгоритмы, то SSL не может уже считаться безопасным. Атака на определенные коммуникационные сессии производится записью сессии, и потом, в течение долгого времени подбирается ключ сессии или ключ RSA.

Злоумышленник посередине

Также известна как MitM (Man-in-the-Middle) атака. Предполагает участие трех сторон: сервера, клиента и злоумышленника, находящегося между ними. В данной ситуации злоумышленник может перехватывать все сообщения, которые следуют в обоих направлениях, и подменять их. Злоумышленник представляется сервером для клиента и клиентом для сервера. В случае обмена ключами по алгоритму Диффи-Хелмана данная атака является эффективной, так как целостность принимаемой информации и ее источник проверить невозможно. Однако такая атака невозможна при использовании протокола SSL, так как для проверки подлинности источника (обычно сервера) используются сертификаты, заверенные центром сертификации.

Атака будет успешной, если:

• Сервер не имеет подписанного сертификата.
• Клиент не проверяет сертификат сервера.
• Пользователь игнорирует сообщение об отсутствии подписи сертификата центром сертификации или о несовпадении сертификата с кэшированным.

Данный вид атаки можно встретить в крупных организациях, использующих межсетевой экран Forefront TMG компании Microsoft. В данном случае «злоумышленник» находится на границе сети организации и производит подмену оригинального сертификата своим. Данная атака становится возможной благодаря возможности указать в качестве доверенного корневого центра сертификации сам Forefront TMG. Обычно подобная процедура внедрения проходит прозрачно для пользователя за счет работы корпоративных пользователей в среде Active Directory. Данное средство может использоваться как для контроля за передаваемой информацией, так и в целях похищения личных данных, передаваемых с помощью защищенного соединения HTTPS.

Наиболее спорным становится вопрос информированности пользователя о возможности перехвата данных, т.к. в случае подмены корневого сертификата никаких сообщений безопасности выводиться не будет и пользователь будет ожидать конфиденциальности передаваемых данных. Кроме того, при использовании Forefront TMG в качестве SSL-прокси возникает возможность проведения второй MitM-атаки на стороне интернета, т.к. оригинальный сертификат не будет передан пользователю, а Forefront TMG может быть настроен на прием и последующую подмену самоподписанных или отозванных сертификатов. Для защиты от подобной атаки необходимо полностью запретить работу с веб-серверами, чьи сертификаты содержат какие-либо ошибки, что безусловно приведет к невозможности работы по протоколу HTTPS со множеством сайтов.

Атака отклика

Злоумышленник записывает коммуникационную сессию между сервером и клиентом. Позднее, он пытается установить соединение с сервером, воспроизводя записанные сообщения клиента. Но SSL отбивает эту атаку при помощи особого уникального идентификатора соединения (ИС). Конечно, теоретически третья сторона не в силах предсказать ИС, потому что он основан на наборе случайных событий. Однако, злоумышленник с большими ресурсами может записать большое количество сессий и попытаться подобрать «верную» сессию, основываясь на коде nonce, который послал сервер в сообщение Server_Hello. Но коды nonce SSL имеют, по меньшей мере, длину 128 бит, а значит, злоумышленнику необходимо записать alt=»2^<64>» width=»» height=»» /> кодов nonce, чтобы получить вероятность угадывания 50 %. Но alt=»2^<64>» width=»» height=»» /> достаточно большое число, что делает эти атаки бессмысленными.

Атака против протокола рукопожатия

Злоумышленник может попытаться повлиять на обмен рукопожатиями для того, чтобы стороны выбрали разные алгоритмы шифрования, а не те, что они выбирают обычно. Из-за того, что многие реализации поддерживают 40-битное экспортированное шифрование, а некоторые даже 0-шифрование или MAC-алгоритм, эти атаки представляют большой интерес.

Для такой атаки злоумышленнику необходимо быстро подменить одно или более сообщений рукопожатия. Если это происходит, то клиент и сервер вычислят различные значения хэшей сообщения рукопожатия. В результате чего стороны не примут друг от друга сообщения Finished. Без знания секрета злоумышленник не сможет исправить сообщение Finished, поэтому атака может быть обнаружена.

Что такое Secure Sockets Layer

Современный интернет работает посредством сетевой инфраструктуры OSI. Она состоит из семи уровней, на каждом из которых происходит обмен данными между устройствами.

Уровни модели OSI

За работу каждого уровня отвечает один из сетевых протоколов. Сетевой протокол — это набор соглашений, в котором зафиксировано, как и по каким правилам будет происходить обмен данными. Одним из таких протоколов является Secure Sockets Layer, или SSL. Давайте разберемся, что он из себя представляет.

Что такое Secure Sockets Layer. Как работает протокол SSL

С английского Secure Sockets Layer (SSL) переводится как протокол защищенных сокетов (конечных точек соединения). SSL-certificate — это криптографический протокол, который отвечает за безопасную передачу данных на сеансовом уровне.

Протокол разработала и внедрила компания Netscape Communications в 1994 году. Самую первую версию SSL так и не выпустили из-за низкого уровня безопасности — протокол не гарантировал конфиденциальность данных по транзакциям с кредитными картами. При разработке SSL v2 были учтены и исправлены недостатки предыдущей версии. При этом уже в 1995 вышла третья версия протокола с улучшенной структурой MAC, но и её нельзя было назвать идеальной. В 1999 году Кристофер Аллен и Тим Диркс разработали новую версию протокола. Её назвали TLS — от англ. Transport Layer Security (защита транспортного уровня).

TLS-протокол регулярно обновляется. В 2006 году появилась версия 1.1, в 2008 — 1.2, а в 2018 разработана самая актуальная на данный момент версия — 1.3.

Поскольку технология SSL лежит в основе первых разработок безопасной передачи данных, защищённое подключение по-прежнему называют именно SSL ( а не TLS). Конечно, в бытовом общении эти понятия можно использовать как синонимы. При этом стоит понимать, что SSL и TLS всё-таки различаются.

SSL/TLS гарантирует безопасное взаимодействие на сеансовом уровне, работа которого не видна простому пользователю. Однако можно наблюдать, как защищённые протоколы работают на более высоком уровне — прикладном. За безопасность этого уровня отвечает протокол НTTPS.

Защита данных c SSL

Данные вашего сайта под защитой

Установите SSL-сертификат, и ваш сайт будет работать по безопасному соединению HTTPS

Как работает HTTPS

HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure) ― это протокол безопасного соединения, который защищает передаваемую информацию на уровне браузера. У него есть предшественник — HTTP.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) ― протокол передачи данных в интернете. Благодаря его работе пользователь может запросить ту или иную информацию через браузер и получить её от сервера, на котором она хранится. Это первый протокол, разработанный для работы в веб-пространстве.

Информация, которой пользователь обменивается с сервером по протоколу HTTPS, в отличие от HTTP, защищена. HTTPS реализует защиту в три этапа:

1. Шифрует передаваемую информацию. Так мошенники не могут отследить действия пользователей и получить доступ к данным.
2. Проводит аутентификацию. Благодаря этому посетители понимают, что сайту можно доверять и что личная информация (паспортные данные, банковские реквизиты и другое) не попадет в руки злоумышленников.
3. Поддерживает целостность информации. Все транзакции и изменения данных фиксируются. Это позволяет отслеживать действия и вовремя предотвратить инцидент в случае подозрительной активности.

Какой порт SSL соответствует HTTPS протоколу? В отличие от HTTP, который работает по порту 80, HTTPS (SSL) использует порт 443.

Проверить, по какому протоколу работает сайт, можно в URL-строка браузера:

Изначально все сайты работают по HTTP. Чтобы «перевести» сайт на HTTPS, нужно установить SSL-сертификат.

Как работает SSL-сертификат

В основе работы SSL шифрования лежит обмен ключами по алгоритму RSA. Этот обмен происходит при каждом действии в сети (переходе по ссылке, вводе запроса в поисковик) — транзакции. При этом несколько транзакций могут объединиться в одну сессию — в таком случае обмен ключами произойдёт только один раз в сессию.

Рассмотрим, как работает RSA-алгоритм. Для этого представим, что пользователь переходит на сайт, но пока не знает, по какому протоколу он работает:

Браузер и сайт договариваются о симметричном ключе. Для этого браузер и сервер обмениваются асимметрично зашифрованными сообщениями, а затем общаются при помощи симметричного шифрования.

Асимметричный ключ — каждая сторона имеет два ключа: публичный и частный. Публичный ключ доступен любому. Частный известен только владельцу. Если браузер хочет отправить сообщение, то он находит публичный ключ сервера, шифрует сообщение и отправляет на сервер. Далее сервер расшифровывает полученное сообщение с помощью своего частного ключа. Чтобы ответить пользователю, сервер делает те же самые действия: поиск публичного ключа собеседника, шифрование, отправка.

Симметричный ключ — у обеих сторон есть один ключ, с помощью которого они передают данные. Между двумя сторонами уже должен быть установлен первичный контакт, чтобы браузер и сервер знали, на каком языке общаться.

Готово, пользователь подключился к сайту, который работает по безопасному протоколу HTTPS.

Итак, мы рассказали как для чайников, как работает SSL и HTTPS протоколы и что необходимо настроить для безопасного подключения.