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SSL证书分层结构和安全功能

SSL证书位于应用层和传输层之间,它可以为任何基于TCP等可靠连接的应用层协议提供安全性保证。SSL协议本身分为两层:

上层为SSL握手协议、SSL密码变化协议和SSL警告协议;

底层为SSL记录协议。

SSL握手协议:是SSL协议非常重要的组成部分,用来协商通信过程中使用的加密套件(加密算法、密钥交换算法和 MAC算法等)、在服务器和客户端之间安全地交换密钥、实现服务器和客户端的身份验证。

SSL密码变化协议:客户端和服务器端通过密码变化协议通知对端,随后的报文都将使用新协商的加密套件和密钥进行保护和传输。

SSL警告协议:用来向通信对端报告告警信息,消息中包含告警的严重级别和描述。

SSL记录协议:主要负责对上层的数据(SSL握手协议、SSL密码变化协议、SSL警告协议和应用层协议报文)进行分块、计算并添加MAC值、加密,并把处理后的记录块传输给对端。

SSL是一种用于Web的安全通信标准,可以把它理解成分层体系结构中的一层,位于应用层和传输层之间,建立用户与服务器之间的加密通信,确保信息传递的安全性。数据经过它流出的时候被加密,再往TCP/IP送,而数据从TCP/IP流入之后先进入它这一层被解密,同时它也能够验证网络连接两端的身份。SSL可以对各种应用数据进行加密,如HTTP, POP, FTP等。SSL提供的安全机制可以保证应用层数据在传输时不被监听、伪造和篡改。

SSL工作在公共密钥和私人密钥基础上,任何用户都可以获得公共密钥来加密数据,但解密数据必须要通过相应的私人密钥。使用SSL安全机制时,首先客户端与服务器端建立连接,服务器端把它的数字证书与公共密钥一并发送给客户端,客户端随机生成会话密钥,用从服务器得到的公共密钥对会话密钥进行加密,并把会话密钥在网络上传递给服务器,而会话密钥只有在服务器端用私人密钥才能解密,这样,客户端和服务器端就建立了一个安全通道。

Web客户机通过连接到一个支持SSL的服务器,启动一次SSL会话。支持SSL的典型Web服务器在一个与标准HTTP请求(默认为端口80)不同的端口(默认为443)上接受SSL连接请求。当客户机连接到这个端口上时,它将启动一次建立SSL会话的握手。当握手完成之后,通信内容被加密,并且执行消息完整性检查,知道SSL会话过期。SSL创建一个会话,在此期间,握手必须只发生过一次。

SSL协议的优点是它提供了连接安全性,具有以下3个基本属性。

1)连接的私有性:在初始握手定义了一个会话密钥后,使用会话密钥进行加密通信。对数据的加密采用了对称加密技术,如DES和RC4等。

2)连接的认证性:通过密码技术(如RSA和DSS)来验证对等实体的身份。

3)连接的可靠性:消息传输使用一个带密钥的MAC(消息认证码),包括了消息完整性检查。其中MAC是通过把密钥和消息一起经安全哈希函数(如SHA和MD5)处理后得到的。

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