SSL协议之基础篇

一、密码学的相关概念

密码学(cryptography)：目的是通过将信息编码使其不可读，从而达到安全性。

明文(plain text)：发送人、接受人和任何访问消息的人都能理解的消息。

密文(cipher text)：明文消息经过某种编码后，得到密文消息。

加密(encryption)：将明文消息变成密文消息。

解密(decryption)：将密文消息变成明文消息。

算法：取一个输入文本，产生一个输出文本。

加密算法：发送方进行加密的算法。

解密算法：接收方进行解密的算法。

密钥(key)：只有发送方和接收方理解的消息

对称密钥加密(Symmetric Key Cryptography)：加密与解密使用相同密钥。

非对称密钥加密(Asymmetric Key Cryptography)：加密与解密使用不同密钥。

 

二 DES加密算法介绍

DES算法即数据加密标准，也称为数据加密算法。

在SSL中会用到分组DES、三重DES算法等加密算法对数据进行加密。当然可以选用其他非DES加密算法，视情况而定。

 

三、密钥交换算法之Diffie-Hellman

（1）Alice与Bob确定两个大素数p和g，这两个数不用保密
（2）Alice选择另一个大随机数a，并计算A如下：A=ga mod p
（3）Alice将A发给Bob
（4）Bob  选择另一个大随机数b，并计算B如下：B=gb mod p
（5）Bob将B发给Alice
（6）计算秘密密钥K1如下：K1=Ba mod p
（7）计算秘密密钥K2如下：K2=Ab mod p
 K1=K2，因此Alice和Bob可以用其进行加解密

1、通信方Alice和通信方Bob约定g=5，p=23，g和p是公开的
2、Alice生成一个随机数a，a是保密的，如a=6
3、Alice计算g^a%p发送给Bob，g^a%p=5^6%23=8
4、Bob生成一个随机数b，b是保密的，如b=15
5、Bob计算g^b%p发送给Alice，g^b%p=5^15%23=19
6、Alice接收到g^b%p后，再使用保密的a，计算(g^b%p)^a%p=19^6%23=2
7、Bob接收到g^a%p后，再使用保密的b，计算(g^a%p)^b%p=8^15%23=2
8、这样通信方Alice和Bob得到一个相同的密钥：2

 

四、密钥交换算法之RSA

(1)选择两个大素数P、Q
(2)计算N=P*Q
(3)选择一个公钥（加密密钥）E，使其不是(P-1)与(Q-1)的因子
(4)选择私钥（解密密钥）D，满足如下条件：
          (D*E) mod (P-1)(Q-1)=1
(5)加密时，明文PT计算密文CT如下：
          CT=PTE mod N
(6)解密时，从密文CT计算明文PT如下：
          PT=CTD mod N 这也是SSL中会用一种密钥交换算法。

RSA算法中，素数P=7，Q=11，加密密钥E=7，计算解密密钥D
N=PQ=7*11=77
(P-1)(Q-1)=6*10=60
根据公式D*E ≡ 1 (mod (P-1)(Q-1))
又E=7,所以7*D ≡ 1 (mod 60)，即 7D mod 60 = 1。
因为7x43=301，并且301除以6刚好余1.
所以D=43

下面是公式依据：
假设Alice想要通过一个不可靠的媒体接收Bob的一条私人讯息。她可以用以下的方式来产生一个公钥和一个私钥
1.随意选择两个大的质数P和Q，P不等于Q，计算N=PQ。
2.根据欧拉函数，不大于N且与N互质的整数个数为(P-1)(Q-1)
3.选择一个整数E与(P-1)(Q-1)互质，并且E小于(P-1)(Q-1)
4.用以下这个公式计算D：D*E ≡ 1 (mod (P-1)(Q-1))
5.将P和Q的记录销毁。
E是公钥，D是私钥。D是秘密的，而N是公众都知道的。Alice将她的公钥E传给Bob，而将她的私钥D藏起来。

 

五、散列算法

主要用于验证数据的完整性，即保证消息在发送之后和接收之前没有被篡改过，对于SSL中使用到的散列算法主要有MD5、SHA-1。

 

六、数字证书

数字证书其实就是一个小的计算机文件，其作用类似于我们的身份证、护照，用于证明身份，在SSL中，使用数字证书来证明自己的身份，而不是伪造的。

 

七、简单的小结

1、使用密钥交换算法交换密钥。

2、使用密钥对数据进行加密。

3、使用散列算法对数据的完整性进行验证。

4、使用数字证书证明自己的身份。

 

八、SSL介绍

安全套接字（Secure Socket Layer，SSL）协议是Web浏览器与Web服务器之间安全交换信息的协议，提供两个基本的安全服务：鉴别与保密。

SSL是Netscape于1994年开发的，后来成为了世界上最著名的web安全机制，所有主要的浏览器都支持SSL协议。

目前有三个版本：2、3、3.1，最常用的是第3版，是1995年发布的。

 

九、SSL协议的三个特性

保密：在握手协议中定义了会话密钥后，所有的消息都被加密。

鉴别：可选的客户端认证，和强制的服务器端认证。

完整性：传送的消息包括消息完整性检查（使用MAC）。

 

十、 SSL的位置

SSL介于应用层和TCP层之间。应用层数据不再直接传递给传输层，而是传递给SSL层，SSL层对从应用层收到的数据进行加密，并增加自己的SSL头。