1、一、一个简单的安全协议n 1、协议概述n 2、协议过程一个简单的安全协议n 由于 SSL协议的复杂性，为了更好地理解SSL，引入一个简单的安全协议，该协议适合于交互式应用。n 该协议的主要目标：n 1、保证通信数据的 机密性 ；n 2、保证通信数据的 完整性 ；n 3、确保通信双方 身份的可靠性 ；n 4、不需为每个数据包都动用昂贵的公开密钥操作， 具有较高的效率 。协议过程n 基本步骤（假设通信双方为 Alice、 Bob）：n 1、 握手（ Handshake）n Alice和 Bob使用他们的证书和私钥来对对方进行身份鉴别并交换共享密钥（ MSMaster secret ）n 2、 导出
2、密钥（ Key derivation）n Alice和 Bob使用他们达成一致的共享密钥（ MS）导出一组用于保护将要传输的数据的密钥（ Session Key）n 3、 数据传输（ Data transfer）n 将要传输的数据分割成一系列的记录，并对每条记录加以保护n 4、 关闭连接（ Connection closure）n 使用特殊的、经过保护的关闭消息，安全地关闭连接协议过程 握手n 握手阶段（ Handshake）Alice BobHelloCertificate（Bob）Encrypt(Bob,MS)=EMS单向单向 鉴别（结束后双方获得主密钥鉴别（结束后双方获得主密钥 MS）声
3、称的身份（ Bob）掌握 Bob的私钥才能解密，从而完成身份证明Alice产生主密钥 MS，并用 Bob公钥加密（挑战）协议过程 握手（续）n 握手阶段（ Handshake）Alice BobHello, Certificate (Alice)Certificate (Bob)Sign(Alice,Encrypt(Bob,MS)双向鉴别（结束后双方获得主密钥双向鉴别（结束后双方获得主密钥 MS）Alice产生主密钥 MS，并用 Bob公钥加密（挑战），再用自己私钥签名（证明自己）协议过程 导出密钥n 使用同一个密钥来完成不同类型的加密操作是糟糕的思想n 本协议在每个传输方向上可以采用两个会话
4、密钥，分别用于加密和消息鉴别 （ MAC）：n 会话密钥可通过 密钥导出函数（ Key Derivation Function， KDF）由 MS 和 nonce 导出；n KDF 一般基于 Hash 算法。n 一种最简单的 KDF 可能如下（ 由同一个主密钥 MS生成了四个不同的会话密钥 ）：n Ecs=Hash(MS, nonce, ”ECS”) /”ECS”等是一个常量n Mcs=Hash(MS, nonce, ”MCS”) /E是加密密钥， M是 MAC密钥n Esc=Hash(MS, nonce, ”ESC”) /cs和 sc是传输方向n Msc=Hash(MS, nonce, ”M
5、SC”)协议过程 数据传输n 数据记录n 为实现数据传输的灵活性， 必须对数据分块（记录）传输n 数据分块后 MAC 如何处理，放最后吗？n 解决方法：分块后，每个 记录应该自 带 MACn 记录大小n 定长，不经济n 理想的应是变长记录，每个记录要加上长度字段n 记录格式n 长度 Mx + 数据 D + MACn MAC计算n M=MAC(Mx， D)协议过程 数据传输（续）n 序号n 为 对抗重放、删除、重排攻击，需要增加序号Sequencen 序号必须是 MAC 输入的一部分n 可以放在记录中n 在基于 TCP的连接中，也可以使用隐含序号n MAC的计算nM=MAC(Mx, Sequen
6、ce | D)协议过程 关闭连接n 控制信息n 为防止攻击者恶意切断连接，需要有一种机制使得 Alice能告诉Bob（或反之），她已完成数据传送n 两种方法n 1、传送长度为 0 的记录n 2、在记录中增加类型字段n 增加类型字段后的记录格式n 长度 Mx + 序号 Sequence + 类型 Type + 数据 D + MAC类型为 0：普通数据类型为 1：结束记录类型为其他：报告错误信息n MAC的计算n M=MAC(Mx, Sequence | Type | D)协议过程 完整图示Alice BobHelloCertificate,nonceSign(Alice,Encrypt(Bob,MS)Type 0, Seq 1, DataType 0, Seq 2, DataType 0, Seq 1, DataType 0, Seq 3, DataType 1, Seq 4, CloseType 1, Seq 2, Close
