• 什么是SSL/TLS
  • SSL/TLS的功能
  • SSL/TLS的底层原理
• TLS1.2握手过程
  • ECDHE握手
    • 1.client hello
    • 2.server hello
    • 3.certificate
    • 4.server key exchange
    • 5.server hello done
    • 6.client key exchange
    • 7.change cipher spec
    • 8.Finished(Encrypted Handshake Message)
    • 9.change cipher spec
    • 10.Finished(Encrypted Handshake Message)
  • RSA握手
    • 1. client hello
    • 2. server hello
    • 3. certificate
    • 4. Server Hello Done
    • 5. Client Key Exchange
    • 6. ChangeCipher Spec
    • 7. Finished
    • 8. changeCipher Spec
    • 9. Finished
  • RSA握手和ECDHE握手的区别
  • RSA握手情况下知道服务器证书私钥后可以破解流量包
  • ECDHE握手情况下知道服务器证书私钥不可以破解流量包
• reference

什么是SSL/TLS

SSL(secure socket layer)是进行安全传输的一种新型协议，建立在应用层和传输层之间。
TLS(transport layer security)是SSL的升级版本
总的来说，SSL/TLS是一个协议不同阶段的不同称呼（其实是一个东西）
这个协议经历了SSL 1.0,SSL 2.0,SSL 3.0,TLS 1.0，TLS 1.1, TLS 1.2(目前最常用), TLS 1.3(目前最新)

SSL/TLS的功能

SSL/TLS的功能主要如下:

1. 数据机密性: 保证传输的数据不会被窃听
2. 数据完整性: 保证传输的数据在传输过程中不会被篡改
3. 身份认证：保证进行传输的“目标”确实是你应该要传输的目标（即证明你妈是你妈）

总而言之，这玩意就是保护你传输数据的安全的。

SSL/TLS的底层原理

SSL/TLS 完全是建立在密码学的发展上的。
即 非对称加密算法（由此诞生的证书和签名），对称加密算法 ，摘要算法
可以去看看 《图解密码技术》。看完后，即使不知道算法的细节，也能理解SSL/TLS的运作机制

TLS1.2握手过程

ECDHE握手

先看图

1.client hello

TLS连接由client开始
client hello报文主要向服务器发送了 client生成的随机数（random_c） 、 可支持的加密套件（cipher suite）

2.server hello

server从client支持的加密套件中，选一套，并生成 session id（会话id） ，服务端随机数（random_s)
然后发送给客户端
使用ECDHE握手的话，会使用 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
这是什么意思呢，RSA是进行身份认证时使用的算法，AES指的是对整个会话进行加密时使用的算法，SHA256指对会话进行hash（保证数据没被篡改），ECDHE指的是加密 AES的会话密钥 的方法

3.certificate

server把自己的证书链发送给client（client根据证书验证server是否可信）

4.server key exchange

这个过程中，服务器主要做了三件事

1. 选择一条名为 name_curve的椭圆曲线，选好椭圆曲线相当于G点选好了，这些会公开给client
2. 生成随机数作为服务端椭圆曲线的私钥，保存在本地
3. 根据基点G和服务端椭圆曲线私钥生成服务端椭圆曲线公钥，发送给客户端

在发送包前，会使用摘要算法对这些公开信息进行哈希，并使用服务器证书的私钥进行签名（防止篡改）

5.server hello done

server发送server hello done，告知client 相关信息发送完毕

6.client key exchange

在client验证完成server端证书的合法性后，会生成一个随机数作为client端的椭圆曲线私钥。并根据server发送的信息生成client端的椭圆曲线公钥。
并将自己的公钥发送给server端。
至此，双方都有对方的椭圆曲线公钥、自己的椭圆曲线私钥和公钥、椭圆曲线基点 G。于是，双方都就计算出点（x，y），其中 x 坐标值双方都是一样的，前面说 ECDHE 算法时候，说 x 是会话密钥，但实际应用中，x 还不是最终的会话密钥。
TLS 握手阶段，客户端和服务端都会生成了一个随机数传递给对方
最终的会话密钥，就是用「客户端随机数 + 服务端随机数 + x（ECDHE 算法算出的共享密钥） 」三个材料生成的。
之所以需要3个，是因为客户端或服务器「伪随机数」的可靠性不可信，为了保证真正的完全随机，把三个不可靠的随机数混合起来，那么「随机」的程度就非常高了

7.change cipher spec

告知server以后会使用加密会话（换句话说其实前6个都是明文，但是不会有安全问题），其实这个报文没什么用

8.Finished(Encrypted Handshake Message)

其实也没什么用，就是用来check 生成的公钥（这里指ECDHE公钥）是否正确

9.change cipher spec

与7一致

10.Finished(Encrypted Handshake Message)

同8

RSA握手

1. client hello

有client端使用的TLS 版本号、支持的密码套件列表，以及生成的随机数（Client Random）

2. server hello

server端选择 密码套件列表，生成随机数(server random)
在RSA握手过程中，选择的密码套件很有可能是 Cipher Suite: TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256

3. certificate

服务端为了证明自己的身份，会发送「Server Certificate」给客户端，这个消息里含有数字证书

4. Server Hello Done

表示server信息传输完毕.

5. Client Key Exchange

首先客户端验证证书，证书验证通过后，继续后面的操作。
客户端产生一个新的随机数 (pre-master)，并使用服务端的RSA公钥加密该随机数，通过「Change Cipher Key Exchange」消息传给服务端。该随机数就是后面会话密钥的重要组成成分之一

6. ChangeCipher Spec

告诉server开始加密会话

7. Finished

客户端再发一个「EncryptedHandshake Message（Finished）」消息，把之前所有发送的数据做个摘要，再用会话密钥（master secret）加密一下，让服务器做个验证，验证加密通信是否可用，以及验证之前握手信息是否有被中途篡改过。会话密钥（master secret）为randomClient+randomServer+ pre-master。

8. changeCipher Spec

同6

9. Finished

同7

RSA握手和ECDHE握手的区别

RSA 密钥协商算法「不支持」前向保密，ECDHE 密钥协商算法「支持」前向保密；
使用了 RSA 密钥协商算法，TLS 完成四次握手后，才能进行应用数据传输，而对于 ECDHE 算法，客户端可以不用等服务端的最后一次 TLS 握手，就可以提前发出加密的 HTTP 数据，节省了一个消息的往返时间；
使用 ECDHE， 在 TLS 第 2 次握手中，会出现服务器端发出的「Server Key Exchange」消息，而 RSA 握手过程没有该消息；

RSA握手情况下知道服务器证书私钥后可以破解流量包

由前面的流程可以看到，RSA密钥交换过程中，是客服端选择一个随机数作为会话密钥，然后用服务端证书的公钥加密，加密后的密文传输过去，然后服务端用私钥解密。

表面看是实现了密钥交换，但实际上，会话密钥还是在网络中进行了传输，因此每次数据表中都可以得到。得到后如果有服务端的证书和私钥，就可以解密了。

因此也称此为不具有前向安全性，只要服务端不换证书，那么所有证书范围内的会话都可以进行解密。对于旁路监听流量，拥有全量数据包的情况下，是可以全部解密的

ECDHE握手情况下知道服务器证书私钥不可以破解流量包

由前面的流程可以看到，与RSA密钥协商算法不同的是，ECDHE在进行会话密钥协商时，第2和第3次握手中，都是服务端与客服端生成自己的临时公私钥对，在网络中交换时，仅仅只是传输了公钥，会话密钥完全在本地计算，而且双方的私钥也未暴露在网络中，所以只是抓包和知道证书与私钥，也是不能恢复出会话密钥的

reference

https://wonderful.blog.csdn.net/article/details/77866773
https://blog.csdn.net/s493197604/article/details/104612970
https://www.nuomiphp.com/serverfault/zh/604782192a6fd71e7017e2b2.html
https://www.cnblogs.com/20179203li/p/7875451.html
图解 ECDHE 密钥交换算法
一文读懂https中密钥交换协议的原理及流程