15 mins to know TLS

前言

咱們經常使用的加密方式有對稱加密和非對稱加密。這二者的優缺點以下。

對稱加密

介紹：生成一個密鑰、客戶端和服務端都用這個密鑰解密
優勢：簡單，加密效率高
缺點：沒有一個可靠的密鑰傳輸通道（客戶端和服務端都得知道這個密鑰，意味着這個密鑰須要傳輸）

非對稱加密

介紹：生成一個公鑰和一個私鑰，二者配套，公鑰加密只能私鑰解密，私鑰加密只能公鑰解密。
在實際使用的時候，A把本身的公鑰發給B -> B使用A公鑰加密數據後發給A -> A使用本身的私鑰解密，如圖。

優勢：比較安全，私鑰是服務端私有的，因此經過公鑰加密的數據只有服務端能解開，在傳輸上，因爲只傳輸公鑰，非對稱加密不會有對稱加密的傳輸問題。
缺點：加密速度慢，沒法支持大量數據加密。沒法避免中間人攻擊。

什麼是TLS

TLS是Transport Layer Security的縮寫，也叫傳輸層安全協議，定義了傳輸層數據的加密封裝格式，所以，在OSI模型中，它屬於傳輸層上方的會話層。咱們也能夠從另外一個方面解釋，會話層是管理會話的，在證書校驗不經過的時候，會話會被踢出，因此處於會話層。
TLS的前身是網景公司的SSL，SSL3.0以後就是TLS 1.0，能夠認爲TLS和SSL是同一個東西，只是版本不同。
瞭解完這些再瞭解一下TLS相關的一系列名詞，基本就瞭解了TLS，分別以下：

CA

Certificate Authority的簡寫，證書頒發機構，負責發放和管理證書，做爲交易中的受信任的第三方機構。
CA簽發證書時候，須要對申請者的信息進行多方面確認，在確認申請者可信的狀況下再頒發證書，CA簽發證書的流程如圖。

根證書

CA本身的證書，這個證書由CA本身簽發，主要包括如下內容：

1. CA的名字
2. CA的公鑰
3. CA使用本身的_私鑰_對根證書自簽名。

中間證書

經過CA根證書或其餘中間證書籤發的證書，主要包括如下內容：

1. 中間證書全部者的名字
2. 中間證書全部者的公鑰
3. 中間證書頒發者的名字
4. 頒發者的簽名

信任鏈

含義：A證書爲了證實本身可信，須要找到頒發者的證書，取其中的頒發者公鑰解開本身證書上的簽名，若是可以解開則證實A證書的公鑰可信，與此同時，若是頒發者的證書不是CA根證書，還須要一級一級往上校驗，直到CA根證書爲止。這造成了一個鏈條狀的信任關係，又叫信任鏈，這些中間證書和CA根證書，會最終bundle在一個證書文件中，信任鏈創建如圖。

可能你們有個疑問，驗證證書的過程當中，爲了驗證D可信，原理上只須要使用證書C驗證便可，不須要一直往上驗證到根證書，但信任鏈這個東西就是這麼設計的，具體爲何，有想法的朋友歡迎交流。

信任證書

客戶端要與服務端創建會話，須要先信任服務端證書。這個信任動做，就是咱們平時瀏覽器彈出的信任此證書、安裝此證書之類彈窗。通常來講，瀏覽器會經過預置證書到瀏覽器中來保障安全性，這個在安裝瀏覽器的時候就打包在安裝包裏。可是仍是避免不了有時候須要手動去安裝證書的狀況，這就有了必定中間人攻擊的不安全性。

TLS的會話創建

TLS創建會話主要分爲如下幾個步驟：

1. 客戶端發第一個隨機數、使用的加密算法、ClientHello等給服務端。
2. 服務端返回第二個隨機數、本身的證書、SeverHello、是否驗證客戶端證書等給客戶端。
3. 客戶端對服務端證書校驗後，使用其服務端證書中的公鑰加密第三個隨機數發送給服務端。若是服務端須要校驗客戶端證書，客戶端須要把本身的客戶端證書發過去。
4. 至此，服務端和客戶端都創建了得到了3個隨機數和加密算法，生成對稱加密密鑰以後使用對稱加密密鑰通信。

如圖：

爲何須要TLS

TLS最大的做用是解決中間人攻擊，安全性更高。同時，TLS還解決了對稱加密沒有可靠傳輸信道的問題。

然而在現實生活中，若是用戶信任了一些未知來源的證書，那麼仍是會有受中間人攻擊的可能性，好比這樣做死。

參考文獻

https://support.dnsimple.com/articles/what-is-ssl-certificate-chain/
https://www.jianshu.com/p/fcd0572c4765
https://www.jianshu.com/p/6bf2f9a37feb