Используется ли протокол SSL/TLS для установки зашифрованного соединения в HTTPS?
Secure Sockets Layer (SSL) и его преемник Transport Layer Security (TLS) — это криптографические протоколы, предназначенные для обеспечения безопасной связи в компьютерной сети. Эти протоколы имеют основополагающее значение для защиты веб-приложений, особенно за счет использования HTTPS (безопасный протокол передачи гипертекста). HTTPS — это, по сути, HTTP (протокол передачи гипертекста), расположенный поверх SSL/TLS, что гарантирует, что данные, передаваемые между клиентом (обычно веб-браузером) и сервером, зашифрованы и защищены от подслушивания, подделки и подделки.
Набор протоколов SSL/TLS работает на транспортном уровне модели OSI, который отвечает за сквозную связь по сети. Основная цель SSL/TLS — обеспечить конфиденциальность и целостность данных между двумя взаимодействующими приложениями. Когда веб-браузер подключается к веб-серверу через HTTPS, SSL/TLS используется для установки зашифрованного соединения, гарантируя, что любые передаваемые данные остаются конфиденциальными и неизмененными.
Ключевые компоненты SSL/TLS
1. Протокол рукопожатия: это начальный этап, на котором клиент и сервер устанавливают параметры своей безопасной связи. Во время рукопожатия происходят следующие шаги:
– Согласование набора шифров: Клиент и сервер согласовывают набор шифров, который будет использоваться для шифрования и хеширования. Набор шифров обычно включает в себя алгоритм обмена ключами, алгоритм массового шифрования и алгоритм кода аутентификации сообщения (MAC).
– Аутентификация сервера и обмен секретами перед мастером: сервер предоставляет клиенту свой цифровой сертификат для подтверждения его личности. Затем клиент генерирует предварительный секретный ключ и шифрует его открытым ключом сервера, отправляя обратно на сервер.
– Генерация сеансовых ключей: И клиент, и сервер используют секрет предварительного мастера вместе с некоторыми случайными значениями, которыми обмениваются во время рукопожатия, для генерации ключей сеанса. Эти ключи представляют собой симметричные ключи, используемые для шифрования данных, передаваемых во время сеанса.
2. Протокол записи: этот уровень отвечает за безопасную передачу данных приложения. Он фрагментирует данные на управляемые блоки, сжимает их (если применяется сжатие), применяет MAC, шифрует их и передает партнеру. Затем партнер расшифровывает данные, проверяет MAC, распаковывает их и повторно собирает данные приложения.
3. Изменить спецификацию шифра протокола: Этот протокол сигнализирует об изменениях в стратегиях шифрования. Он используется для уведомления узла о том, что последующие записи будут защищены новым согласованным набором шифров и ключами.
4. Протокол оповещения: этот протокол передает информацию об ошибках и других предупреждениях. Оповещения подразделяются на предупреждения и фатальные оповещения. Фатальное предупреждение приводит к немедленному прекращению соединения.
Установление HTTPS-соединения
Чтобы проиллюстрировать использование SSL/TLS при установке зашифрованного соединения в HTTPS, рассмотрим следующий пример:
1. Клиент привет: Клиент инициирует рукопожатие, отправляя серверу сообщение «Client Hello». Это сообщение включает версию SSL/TLS клиента, наборы шифров, поддерживаемые клиентом, и случайно сгенерированное число.
2. Сервер Привет: сервер отвечает сообщением «Server Hello», которое включает версию SSL/TLS, набор шифров, выбранный сервером из списка, предоставленного клиентом, и случайно сгенерированное число.
3. Сертификат сервера: сервер отправляет свой цифровой сертификат клиенту. Сертификат содержит открытый ключ сервера и подписан доверенным центром сертификации (CA).
4. Обмен ключами сервера (при необходимости): если этого требует выбранный набор шифров, сервер отправляет сообщение «Обмен ключами сервера», содержащее дополнительные параметры обмена ключами.
5. Сервер Привет Готово: Сервер отправляет сообщение «Server Hello Done», указывающее, что он завершил свою часть рукопожатия.
6. Обмен клиентскими ключами: клиент генерирует предварительный секретный ключ, шифрует его с помощью открытого ключа сервера (полученного из сертификата сервера) и отправляет его на сервер в сообщении «Обмен ключами клиента».
7. Изменить спецификацию шифра: клиент отправляет сообщение «Изменить спецификацию шифрования», чтобы уведомить сервер о том, что он начнет использовать новый согласованный набор шифров и ключи для шифрования.
8. Клиент Завершено: клиент отправляет сообщение «Завершено», которое зашифровано с помощью сеансового ключа. Это сообщение включает в себя хэш всего рукопожатия до этого момента, что позволяет серверу проверить, что рукопожатие прошло успешно и сообщения не были изменены.
9. Спецификация шифра изменения сервера: сервер отвечает собственным сообщением «Изменить спецификацию шифрования», указывающим, что он также начнет использовать новый согласованный набор шифров и ключи.
10. Сервер Завершен: Сервер отправляет сообщение «Завершено», зашифрованное с помощью сеансового ключа, которое включает в себя хеш сообщений подтверждения.
После завершения рукопожатия клиент и сервер используют ключи сеанса для шифрования и дешифрования данных, передаваемых через соединение HTTPS.
Версии SSL/TLS и наборы шифров
Со временем были разработаны различные версии SSL/TLS для устранения уязвимостей и повышения безопасности. Известные версии включают SSL 2.0, SSL 3.0, TLS 1.0, TLS 1.1, TLS 1.2 и TLS 1.3. В каждой версии представлены улучшения и исключены небезопасные функции своих предшественников.
– SSL 2.0: первая широко распространенная версия, но имела несколько недостатков безопасности и была признана устаревшей.
– SSL 3.0: Улучшен SSL 2.0, но все еще имел уязвимости, что привело к его устареванию.
– TLS 1.0: первая версия TLS, разработанная с учетом обратной совместимости с SSL 3.0. Он решил многие проблемы безопасности SSL 3.0.
– TLS 1.1: введены такие улучшения, как защита от атак с использованием цепочки блоков шифрования (CBC).
– TLS 1.2: внесены значительные улучшения, включая поддержку более надежных наборов шифров, улучшенную производительность и более надежные функции безопасности.
– TLS 1.3: последняя версия, которая упрощает процесс установления связи, уменьшает задержку и отказывается от старых, менее безопасных алгоритмов.
Распространенные TLS-атаки
Несмотря на свою надежную конструкцию, SSL/TLS не застрахован от атак. Некоторые распространенные атаки TLS включают в себя:
1. Атаки «человек посередине» (MitM): В ходе этих атак злоумышленник перехватывает и потенциально изменяет связь между клиентом и сервером. Правильная проверка сертификата и использование надежных наборов шифров могут смягчить атаки MitM.
2. Атака BEAST (использование браузера против SSL/TLS): эта атака нацелена на уязвимости в реализации шифрования режима CBC в TLS 1.0. Его можно смягчить, используя TLS 1.1 или выше или используя набор шифров, не использующий режим CBC.
3. CRIME Attack (утечка информации с помощью сжатия стала проще): эта атака использует уязвимости в сжатии SSL/TLS для утечки информации о зашифрованных данных. Отключение сжатия SSL/TLS может смягчить эту атаку.
4. heartbleed: уязвимость в реализации расширения TLS Heartbeat библиотеки OpenSSL, позволяющая злоумышленникам читать память с пораженного сервера. Исправление библиотеки OpenSSL до безопасной версии устраняет эту уязвимость.
5. Атака POODLE (дополнение Oracle при пониженном уровне шифрования): эта атака использует уязвимости в механизме возврата к SSL 3.0, что позволяет злоумышленникам расшифровывать конфиденциальную информацию. Отключение SSL 3.0 и использование TLS 1.2 или более поздней версии смягчает эту атаку.
6. Атака DROWN (расшифровка RSA с помощью устаревшего и ослабленного шифрования): эта атака использует серверы, поддерживающие как SSL/TLS, так и SSLv2, что позволяет злоумышленникам расшифровывать сеансы TLS. Отключение поддержки SSLv2 и использование обновленных библиотек SSL/TLS смягчает эту атаку.
Протокол SSL/TLS действительно используется для установки зашифрованного соединения HTTPS, обеспечивая важные функции безопасности, такие как конфиденциальность, целостность и аутентификацию. Используя SSL/TLS, веб-приложения могут защитить конфиденциальные данные, передаваемые через Интернет, гарантируя их безопасность от различных угроз. Поскольку SSL/TLS продолжает развиваться, разработчикам и администраторам важно быть в курсе последних версий, лучших практик и потенциальных уязвимостей для поддержания безопасной веб-среды.
Другие недавние вопросы и ответы, касающиеся Основы безопасности веб-приложений EITC/IS/WASF:
- Защищает ли реализация Do Not Track (DNT) в веб-браузерах от снятия отпечатков пальцев?
- Помогает ли HTTP Strict Transport Security (HSTS) защитить от атак с понижением версии протокола?
- Как работает атака с перепривязкой DNS?
- Происходят ли хранимые XSS-атаки, когда вредоносный сценарий включается в запрос к веб-приложению, а затем отправляется обратно пользователю?
- Что такое заголовки запросов на выборку метаданных и как их можно использовать для различения запросов одного источника и запросов между сайтами?
- Как доверенные типы уменьшают поверхность атаки веб-приложений и упрощают проверку безопасности?
- Какова цель политики по умолчанию в доверенных типах и как ее можно использовать для выявления небезопасных назначений строк?
- Каков процесс создания объекта доверенных типов с помощью API доверенных типов?
- Как директива доверенных типов в политике безопасности контента помогает уменьшить уязвимости межсайтовых сценариев (XSS) на основе DOM?
- Что такое доверенные типы и как они устраняют XSS-уязвимости на основе DOM в веб-приложениях?