8.2.2 SSL的安全功能

8.2.2  SSL的安全功能
1．SSL安全概述
SSL是一种用于Web的安全通信标准，可以把它理解成分层体系结构中的一层，位于应用层和传输层之间，建立用户与服务器之间的加密通信，确保信息传递的安全性。数据经过它流出的时候被加密，再往TCP/IP送，而数据从TCP/IP流入之后先进入它这一层被解密，同时它也能够验证网络连接两端的身份。SSL可以对各种应用数据进行加密，如HTTP, POP, FTP等。SSL提供的安全机制可以保证应用层数据在传输时不被监听、伪造和篡改。
SSL工作在公共密钥和私人密钥基础上，任何用户都可以获得公共密钥来加密数据，但解密数据必须要通过相应的私人密钥。使用SSL安全机制时，首先客户端与服务器端建立连接，服务器端把它的数字证书与公共密钥一并发送给客户端，客户端随机生成会话密钥，用从服务器得到的公共密钥对会话密钥进行加密，并把会话密钥在网络上传递给服务器，而会话密钥只有在服务器端用私人密钥才能解密，这样，客户端和服务器端就建立了一个安全通道。
Web客户机通过连接到一个支持SSL的服务器，启动一次SSL会话。支持SSL的典型Web服务器在一个与标准HTTP请求（默认为端口80）不同的端口（默认为443）上接受SSL连接请求。当客户机连接到这个端口上时，它将启动一次建立SSL会话的握手。当握手完成之后，通信内容被加密，并且执行消息完整性检查，知道SSL会话过期。SSL创建一个会话，在此期间，握手必须只发生过一次。
SSL协议的优点是它提供了连接安全性，具有以下3个基本属性。
1）连接的私有性：在初始握手定义了一个会话密钥后，使用会话密钥进行加密通信。对数据的加密采用了对称加密技术，如DES和RC4等。
2）连接的认证性：通过密码技术（如RSA和DSS）来验证对等实体的身份。
3）连接的可靠性：消息传输使用一个带密钥的MAC（消息认证码），包括了消息完整性检查。其中MAC是通过把密钥和消息一起经安全哈希函数（如SHA和MD5）处理后得到的。
2．SSL中使用的加密技术
在SSL中，分别采用了对称密码、公钥密码和公钥密码中的数字签名技术。公钥密码技术用于初始化SSL连接，对称密码技术用于SSL连接后的安全通信。
使用SSL的Web服务器持有私钥和带有公钥信息的证书。当Web浏览器请求获取Web服务器上的服务时，一个初始化SSL连接的过程便开始了，这个初始化过程如下： 
1）客户端通过HTTPS向Web服务器发出对某个页面的请求。
2）Web服务器把含有服务器公钥的证书发送给客户端。
3）客户端进行一系列的检查，包括，
① 证书是否过期；
② 签发此证书的CA（安全认证中心）是否存在于浏览器的可信任CA列表中；
③ Web服务器的FQDN（Fully QualifIEd Domain Name）是否和证书中的CN（Common Name）匹配。
如果各项检查都通过，SSL连接的初始化工作就完成了，SSL连接被建立，否则SSL连接失败。对于客户端的第二项检查，当CA不在信任列表中时也可以建立连接，只不过浏览器会提示你说这个证书来自不可信任的机构，是否继续等，这时只要选择“是”即可。
当SSL连接建立后，使用对称密钥用于实际的数据传输，因为使用相同的密钥加密和解密会节省系统资源。这个密钥是在SSL连接初始化过程中由客户端指定，并通过公钥密码技术与服务器端协商确定。
3．证书的申请和签发
从上面的SSL工作过程可以发现，对Web系统的加密离不开密钥对的产生和证书的签发。CA（安全认证中心）完成证书签发。
公/私密钥对的产生有两种方式。一种方式是由用户在自己的机器上生成密钥对，在这种方式下，用户向CA申请证书时只传递公钥，私钥自己保留，因此安全性高；另一种方式是由可信任的第三方，即CA机械地为客户生成密钥对。
在第一种方式中，用户在生成密钥对后，可以花钱让CA签署证书，这时用户要生成一个证书请求上传给CA，在这个证书请求中包括密钥对的公钥部分，等待CA的签发。如果用户是为了测试用，可以自己建立CA并签发证书。
一般情况下，Web应用中数据经过简单的由上到下的几次封装，就进入网络，如果这些包被截获的话，那么可以很容易地根据网络协议得到里面的数据，包括登录用户名/密码等信息。用类似Sniffer这样的监听工具可以很容易地做到这一点。SSL可以作为对策之一，帮助我们提高Web系统的安全性。