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本周，CloudFlare宣布，開始提供Keyless服務(wù)，即你把網(wǎng)站放到它們的CDN上，不用提供自己的私鑰，也能使用SSL加密鏈接。 我看了CloudFlare的說明（這里和這里），突然意識到這是絕好的例子，可以用來說明SSL/TLS協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制。它配有插圖，很容易看懂。 下面，我就用這些圖片作為例子，配合我半年前寫的《SSL/TLS協(xié)議運(yùn)行機(jī)制的概述》，來解釋SSL協(xié)議。 一、SSL協(xié)議的握手過程開始加密通信之前，客戶端和服務(wù)器首先必須建立連接和交換參數(shù)，這個(gè)過程叫做握手（handshake）。 假定客戶端叫做愛麗絲，服務(wù)器叫做鮑勃，整個(gè)握手過程可以用下圖說明（點(diǎn)擊看大圖）。  握手階段分成五步。
上面的五步，畫成一張圖，就是下面這樣。  二、私鑰的作用握手階段有三點(diǎn)需要注意。
從上面第二點(diǎn)可知，整個(gè)對話過程中（握手階段和其后的對話），服務(wù)器的公鑰和私鑰只需要用到一次。這就是CloudFlare能夠提供Keyless服務(wù)的根本原因。 某些客戶（比如銀行）想要使用外部CDN，加快自家網(wǎng)站的訪問速度，但是出于安全考慮，不能把私鑰交給CDN服務(wù)商。這時(shí)，完全可以把私鑰留在自家服務(wù)器，只用來解密對話密鑰，其他步驟都讓CDN服務(wù)商去完成。  上圖中，銀行的服務(wù)器只參與第四步，后面的對話都不再會用到私鑰了。 三、DH算法的握手階段整個(gè)握手階段都不加密（也沒法加密），都是明文的。因此，如果有人竊聽通信，他可以知道雙方選擇的加密方法，以及三個(gè)隨機(jī)數(shù)中的兩個(gè)。整個(gè)通話的安全，只取決于第三個(gè)隨機(jī)數(shù)（Premaster secret）能不能被破解。 雖然理論上，只要服務(wù)器的公鑰足夠長（比如2048位），那么Premaster secret可以保證不被破解。但是為了足夠安全，我們可以考慮把握手階段的算法從默認(rèn)的RSA算法，改為 Diffie-Hellman算法（簡稱DH算法）。 采用DH算法后，Premaster secret不需要傳遞，雙方只要交換各自的參數(shù)，就可以算出這個(gè)隨機(jī)數(shù)。  上圖中，第三步和第四步由傳遞Premaster secret變成了傳遞DH算法所需的參數(shù)，然后雙方各自算出Premaster secret。這樣就提高了安全性。 四、session的恢復(fù)握手階段用來建立SSL連接。如果出于某種原因，對話中斷，就需要重新握手。 這時(shí)有兩種方法可以恢復(fù)原來的session：一種叫做session ID，另一種叫做session ticket。 session ID的思想很簡單，就是每一次對話都有一個(gè)編號（session ID）。如果對話中斷，下次重連的時(shí)候，只要客戶端給出這個(gè)編號，且服務(wù)器有這個(gè)編號的記錄，雙方就可以重新使用已有的"對話密鑰"，而不必重新生成一把。  上圖中，客戶端給出session ID，服務(wù)器確認(rèn)該編號存在，雙方就不再進(jìn)行握手階段剩余的步驟，而直接用已有的對話密鑰進(jìn)行加密通信。 session ID是目前所有瀏覽器都支持的方法，但是它的缺點(diǎn)在于session ID往往只保留在一臺服務(wù)器上。所以，如果客戶端的請求發(fā)到另一臺服務(wù)器，就無法恢復(fù)對話。session ticket就是為了解決這個(gè)問題而誕生的，目前只有Firefox和Chrome瀏覽器支持。  上圖中，客戶端不再發(fā)送session ID，而是發(fā)送一個(gè)服務(wù)器在上一次對話中發(fā)送過來的session ticket。這個(gè)session ticket是加密的，只有服務(wù)器才能解密，其中包括本次對話的主要信息，比如對話密鑰和加密方法。當(dāng)服務(wù)器收到session ticket以后，解密后就不必重新生成對話密鑰了。 （完） |
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