# 简介
SSL 全称是 Secure Sockets Layer，安全套接字层，它是由网景公司 (Netscape) 在 1994 年时设计，主要用于 Web 的安全传输协议，目的是为网络通信提供机密性、认证性及数据完整性保障。如今，SSL 已经成为互联网保密通信的工业标准。
SSL 最初的几个版本 (SSL 1.0、SSL2.0、SSL 3.0) 由网景公司设计和维护，从 3.1 版本开始，SSL 协议由因特网工程任务小组 (IETF) 正式接管，并更名为 TLS (Transport Layer Security)，发展至今已有 TLS 1.0、TLS1.1、TLS1.2、TLS1.3 这几个版本。
如 TLS 名字所说，SSL/TLS 协议仅保障传输层安全。同时，由于协议自身特性 (数字证书机制)，SSL/TLS 不能被用于保护多跳 (multi-hop) 端到端通信，而只能保护点到点通信。
SSL/TLS 协议能够提供的安全目标主要包括如下几个：
- 认证性：借助数字证书认证服务端端和客户端身份，防止身份伪造
- 机密性：借助加密防止第三方窃听
- 完整性：借助消息认证码 (MAC) 保障数据完整性，防止消息篡改
- 重放保护：通过使用隐式序列号防止重放攻击
为了实现这些安全目标，SSL/TLS 协议被设计为一个两阶段协议，分为握手阶段和应用阶段：
握手阶段也称协商阶段，在这一阶段，客户端和服务端端会认证对方身份 (依赖于 PKI 体系，利用数字证书进行身份认证)，并协商通信中使用的安全参数、密码套件以及 MasterSecret。后续通信使用的所有密钥都是通过 MasterSecret 生成。 在握手阶段完成后，进入应用阶段。在应用阶段通信双方使用握手阶段协商好的密钥进行安全通信。
# 协议
TLS 包含几个子协议，比较常用的有记录协议、警报协议、握手协议、变更密码规范协议等。
# 记录协议
记录协议 (Record Protocol) 规定了 TLS 收发数据的基本单位记录 (record)。
# 警报协议
警报协议 (Alert Protocol) 用于提示协议交互过程出现错误。
# 握手协议
握手协议 (Handshake Protocol) 是 TLS 里最复杂的子协议，在握手过程中协商 TLS 版本号、随机数、密码套件等信息，然后交换证书和密钥参数，最终双方协商得到会话密钥，用于后续的混合加密系统。
# 变更密码规范协议
变更密码规范协议 (Change Cipher Spec Protocol) 是一个 “通知”，告诉对方，后续的数据都将使用加密保护。
# 交互过程
# Client Hello
Client Hello 由客户端发送，内容包括客户端的一个 Unix 时间戳 (GMT Unix Time)、一些随机的字节 (Random Bytes)，还包括了客户端接受的算法类型 (Cipher Suites)。
# Server Hello
Server Hello 由服务端发送，内容包括服务端支持的算法类型、GMT Unix Time 以及 Random Bytes。
# Certificate
由服务端或者客户端发送，发送方会会将自己的数字证书发送给接收方，由接收方进行证书验证，如果不通过的话，接收方会中断握手的过程。一般跟在 Client / Server Hello 报文之后。
# Server Key Exchange
由服务端发送，将自己的公钥参数传输给了客户端，一般也和 Server Hello 与 Certificate 在一个 TCP 报文中。
# Server Hello Done
服务端发送，一般也和 Server Hello、Certificate 和 Server Key Exchange 在一个 TCP 报文中。
# Client Key Exchange
客户端发送，向服务端发送自己的公钥参数，与服务端协商密钥。
# Change Cipher Spec
客户端或者服务端发送，紧跟着 Key Exchange 发送，代表自己生成了新的密钥，通知对方以后将更换密钥，使用新的密钥进行通信。
# Encrypted Handshake Message
客户端或者服务端发送，紧跟着 Key Exchange 发送。进行测试，一方用自己的刚刚生成的密钥加密一段固定的消息发送给对方，如果密钥协商正确无误的话，对方可以正确解密。
# New Session Ticket
服务端发送，表示发起会话，在一段时间之内 (超时时间到来之前)，双方都以刚刚交换的密钥进行通信。从这以后，加密通信正式开始。
# Application Data
使用密钥交换协议协商出来的密钥加密的应用层的数据。
# Encrypted Alert
客户端或服务端发送，意味着加密通信因为某些原因需要中断，警告对方不要再发送敏感的数据。
# 版本更新内容
# TLS 1.3
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引入了 PSK 作为新的密钥协商机制
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支持 0-RTT 模式，以安全性降低为代价，在建立连接时节省了往返时间
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ServerHello 之后的所有握手消息采取了加密操作，可见明文减少
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不再允许对加密报文进行压缩、不再允许双方发起重协商
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DSA 证书不再允许在 TLS 1.3 中使用
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删除不安全的密码算法
- RSA 密钥传输 - 不支持前向安全性
- CBC 模式密码 - 易受 BEAST 和 Lucky 13 攻击
- RC4 流密码 - 在 HTTPS 中使用并不安全
- SHA-1 哈希函数 - 建议以 SHA-2 取而代之
- 任意 Diffie-Hellman 组 - CVE-2016-0701 漏洞
- 输出密码 - 易受 FREAK 和 LogJam 攻击
# 子协议
SSL/TLS 协议有一个高度模块化的架构，分为很多子协议，主要是：
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Handshake 协议
- 包括协商安全参数和密码套件、服务端身份认证 (客户端身份认证可选)、密钥交换
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ChangeCipherSpec 协议
- 一条消息表明握手协议已经完成
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Alert 协议
- 对握手协议中一些异常的错误提醒，分为 fatal 和 warning 两个级别，fatal 类型的错误会直接中断 SSL 链接，而 warning 级别的错误 SSL 链接仍可继续，只是会给出错误警告
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Record 协议
- 包括对消息的分段、压缩、消息认证和完整性保护、加密等
# 参考链接
# RFC
- RFC 2246 The TLS Protocol Version 1.0
- RFC 4346 The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.1
- RFC 5246 The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.2
- RFC 6101 The Secure Sockets Layer (SSL) Protocol Version 3.0
- RFC 6176 Prohibiting Secure Sockets Layer (SSL) Version 2.0
- RFC 7568 Deprecating Secure Sockets Layer Version 3.0
- RFC 8446 The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3
# Document
- Wikipedia Transport Layer Security
