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发信人: michaelx (我这样可以吗？--睡觉), 信区: Security
标题: SSL是如何工作的
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sat Sep 8 14:49:36 2001), 转信

SSL是如何工作的? (阅览 242 次)
作者：红色警戒
网站： http://www.china4lert.org
声明：由于最近对安全加密相关技术比较感兴趣，所以翻译了这篇SSL的工作原理。这是
一篇比较好的文章，深入浅出的介绍了SSL -- 安全套接层的工作原理，但是由于本人的
加密知识及英语水平所限，感觉很多地方翻译的不好，但是我相信大家还是能够看懂的
。：-）还是那句老话，本文欢迎非商业性转载，但请保持文章完整性并注明出处！
密钥密码系统介绍
这篇文章向大家阐述了Netscape公司是如何使用RSA的公用密钥密码系统来实现因特网安
全的。Netscape的安全套接层的实现就利用了这篇文章中所讨论的技术。
RSA的公用密钥密码系统广泛地应用于计算机工业的认证和加密方面。Netscape得到RSA
数据安全公司的许可可以使用公用密钥密码系统以及其它产品，尤其是认证方面的产品
。
公用密钥加密技术使用不对称的密钥来加密和解密，每对密钥包含一个公钥和一个私钥
，公钥是公开，而且广泛分布的，而私钥从来不公开，只有自己知道。
用公钥加密的数据只有私钥才能解密，相反的，用私钥加密的数据只有公钥才能解密，
正是这种不对称性才使得公用密钥密码系统那么有用。
使用公用密钥密码系统进行认证
认证是一个验证身份的过程，目的是使一个实体能够确信对方是他所声称的实体。下面
的例子包括Alice和Bob，并且向我们演示了如何使用公用密钥密码系统来轻易的验证身
份。下面的 {something}key 表示something 已经用密钥 key 加密或解密。
假设Alice要认证Bob，Bob有一个密钥对，即一个公钥和一个私钥，Bob透露给Alice他的
公钥（至于他是怎么做的将在以后讨论）。然后Alice产生一段随机的消息，然后把它发
给Bob。
A-->B random--message
Bob用自己的私钥来加密这段消息，然后把加密后的消息返回给Alice。
B-->A {random--message}bobs--private--key
Alice接到了这段消息，然后用Bob以前发过来的公钥来解密。她把解密后的消息和原始
的消息做比较，如果匹配的话，她就知道自己正在和Bob通信。一个入侵者应该不知道B
ob的私钥，因此就不能正确的加密那段Alice要检查的随机消息。
但是，等一下，还有......
除非你确切的知道你在加密什么，否则用你的私钥加密一些东西，然后发给别人永远不
是一件好事。这是因为加密后的数据可能会背叛你（记住，只有你能加密，因为只有你
才有密钥）。
所以，我们不加密Alice发送的原始消息，取而代之的是，由Bob构造一个消息摘要，然
后加密它。消息摘要是从随机消息中以某种方式提取出来的，并且具有以下特点：
摘要很难逆转，任何假冒Bob的人不能从摘要得到原始消息
假冒者无法找到具有相同摘要的不同消息
通过使用摘要，Bob能够保护自己。他首先计算出Alice发给他的随机消息的摘要并加密
，然后把加密后的摘要返回给Alice，Alice可以计算出相同的摘要，通过解密Bob的消息
然后对比一下就可以认证Bob的身份。
近一点......
刚才描述的技术称为数字签名。Bob为Alice产生的消息签名，这样做其实和加密Alice产
生的随机消息一样危险。因此我们的认证协议需要一次以上的变形。部分（或者全部）
的数据需要由Bob产生。
A-->B hello,are you bob?
B-->A Alice,This Is bob{digest[Alice,This Is Bob]}bobs-private-key
当Bob使用这个协议的时候，他知道自己发给Alice的是什么消息，并且不介意签名。他
首先发送没有加密的消息“Alice,This Is Bob。”然后发送加密的摘要。Alice能够轻
易的判断Bob是Bob，并且Bob没有签任何他不愿意签的东西。
分发公钥
Bob如何以一种可信赖的方式分发他的公钥呢？我们假设认证协议是这个样子的：
A-->B hello
B-->A Hi, I'm Bob, bobs-public-key
A-->B prove it
B-->A Alice, This Is bob{ digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
如果使用这个协议的话，任何人都可以是Bob。你需要的只是一个公钥和私钥，你跟Ali
ce慌称你是Bob，接着你用自己的公钥代替Bob的公钥，然后你通过用你的私钥加密的东
西来证明，这样Alice就不能分辨出你不是Bob。
为了解决这个问题，标准化组织发明了一个叫做证书的东西，一个证书包括下面的一些
内容：
证书发行者的名字
证书发送给的团体
主题的公钥
一些时间戳
证书是由证书发行者的私钥签名的，每个人都知道证书发行者的公钥（即证书发行者有
一个证书，等等）。证书是一种把公钥绑定到名字的标准方式。
通过使用证书这种技术，每个人都可以通过检查Bob的证书来判断Bob是不是伪造的。假
设Bob严格的控制着他的私钥，并且的确是Bob得到了他的证书，那么一切都好。下面是
补偿协议：
A-->B hello
B-->A Hi, I'm Bob, bobs-certificate
A-->B prove it
B-->A Alice, This Is bob{ digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
当Alice收到Bob的第一条消息，她可以检查证书，核实签名（如上，使用摘要和公钥加
密），然后，核实主题（Bob的名字）来判断那是不是真的Bob。这样她就相信公钥是Bo
b的公钥，然后要求Bob证明他的身份。Bob则重新进行一次上面的相同过程，计算消息的
摘要，签名之后发给Alice，Alice可以用从证书得到的公钥检查Bob的消息摘要，从而判
断Bob的身份。
一个坏家伙 - 我们不妨叫他Mallet - 可以做下面的事情：
A-->M hello
M-->A Hi, I'm Bob, bobs-certificate
A-->M prove it
M-->A ????
但是Mallet在最后的消息中不能满足Alice。Mallet没有Bob的私钥，所以他无法构造一
条使Alice相信来自Bob的消息。
交换秘密
一旦Alice认证了Bob，她就可以做另外一件事-她能发给一条只有Bob才能解码的消息：

A-->B {secret}bobs-public-key
发现这个秘密的唯一方法就是用Bob的私钥来解密上面的消息，交换秘密是公用密钥密码
系统的另一种强大的用法。即使Alice和Bob之间的通信被监视，除了Bob，也没有人能够
得到秘密。
这项技术加强了因特网的安全性，它把这个密码当作另一个密钥，但是这时它是对称性
密码系统算法的密钥（如DES，RC4，IDEA）。Alice知道这个秘密，因为这是自己在发送
给Bob之前产生的。Bob知道这个秘密，因为Bob有私钥，能够解密Alice的消息。因为他
们都知道这个秘密，所以他们就可以初始化一个对称的密码算法然后开始传输用它加密
的消息。下面是订正的协议：
A-->B hello
B-->A Hi, I'm Bob, bobs-certificate
A-->B prove it
B-->A Alice, This Is bob{ digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
A-->B ok bob, here is a secret {secret} bobs-public-key
B-->A {some message}secret-key
secret-key 的计算取决于协议的定义，但是它可以简化成一个 secret 的副本。
你说什么？
Mallet的袋子里有很多诡计。虽然Mallet不能发现Alice和Bob交换的秘密，但是他可以
干预并且破坏他们的对话。举例来说，如果Mallet位于Alice和Bob，他可以选择让大多
数的消息返回以及向前继续传输没有改变，但是破坏了特定位的消息（这对他来说很容
易，因为他知道Alice和Bob之间通信的协议）。
A-->M hello
M-->B hello
B-->M Hi, I'm Bob, bobs-certificate
M-->A Hi, I'm Bob, bobs-certificate
A-->M prove it
M-->B prove it
B-->M Alice, This Is bob{ digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
M-->A Alice, This Is bob{ digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
A-->M ok bob, here is a secret {secret} bobs-public-key
M-->B ok bob, here is a secret {secret} bobs-public-key
B-->M {some message}secret-key
M-->A Garble[ {some message}secret-key ]
Mallet一直让数据没有改变的通过，直到Alice和Bob分享一个秘密。然后Mallet通过改
变Bob发送给Alice的消息来进入这个方式中。这时候Alice是相信Bob的，因此她就可能
相信这个改变的消息，然后按照它来做。注意Mallet并不知道这个秘密-他能做的所有事
就是破坏用这个秘密的密钥加密的数据。他可能不能利用这个协议制造出一条有效的消
息，但是下一次，他可能幸运一点。
为了防止这种破坏，Alice和Bob在他们的协议中引入了一种消息认证码（MAC）。MAC是
根据秘密的密钥和传输的数据计算出来的，上面描述的摘要算法的属性正好可以用于构
造抵抗Mallet的MAC功能。
MAC := Digest[ some message, secret ]
因为Mallet不知道这个秘密的密钥，所以他无法计算出这个摘要的正确数值。即使Mall
et随机的改变消息，如果摘要数据很大的话，他成功的可能性也很小。举例来说，通过
使用MD5（RSA公司发明的一种很好的密码摘要算法），Alice和Bob能和他们的消息一起
发送128位的MAC值。Mallet猜中这个正确的MAC值的几率是18,446,744,073,709,551,61
6 分之1-也就是从来也不会猜出来。
下面是样本协议，又订正了一次：
A-->B hello
B-->A Hi, I'm Bob, bobs-certificate
A-->B prove it
B-->A {digest[Alice, This Is Bob] } bobs-private-key
ok bob, here is a secret {secret} bobs-public-key
{some message,MAC}secret-key
Mallet现在有麻烦了，Mallet可以改变任何的消息，但是MAC的计算将揭露他的欺诈行为
。Alice和Bob能发现伪造的MAC值并停止会话，Mallet就不能伪造Bob的消息了。
这是什么时候的事？
最后的，但是同样重要的是要防范Mallet鹦鹉学舌。如果Mallet记录了会话的过程，他
虽然可能不知道会话的内容，但是他可以重放这些会话。实际上，Mallet能在Alice和B
ob之间做一些真正龌龊的事。解决的办法就是从会话的双方因如随机因素。

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