TLS и SSL упоминаются в последнее время все чаще и чаще, более актуальным становится использование цифровых сертификатов, и даже появились компании, готовые бесплатно предоставлять цифровые сертификаты всем желающим, чтобы гарантировать шифрование трафика между посещаемыми сайтами и браузером клиента. Нужно это, естественно, для безопасности, чтобы никто в сети не мог получить данные, которые передаются от клиента серверу и обратно. Как же это всё работает и как это использовать? Чтобы это понять, надо, пожалуй, начать с теории, а потом показать на практике. Итак, SSL и TLS.

Что такое SSL и что такое TLS?

SSL — Secure Socket Layer, уровень защищенных сокетов. TLS — Transport Layer Security, безопасность транспортного уровня. SSL является более ранней системой, TLS появился позднее и он основан на спецификации SSL 3.0, разработанной компанией Netscape Communications. Тем не менее, задача у этих протоколов одна — обеспечение защищенной передачи данных между двумя компьютерами в сети Интернет. Такую передачу используют для различных сайтов, для электронной почты, для обмена сообщениями и много еще для чего. В принципе, можно передавать любую информацию таким образом, об этом чуть ниже.

Безопасная передача обеспечивается при помощи аутентификации и шифрования передаваемой информации. По сути эти протоколы, TLS и SSL, работают одинаково, принципиальных различий нет. TLS, можно сказать, является преемником SSL, хотя они и могут использоваться одновременно, причем даже на одном и том же сервере. Такая поддержка необходима для того, чтобы обеспечить работу как с новыми клиентами (устройствами и браузерами), так и с устаревшими, которые TLS не поддерживают. Последовательность возникновения этих протоколов выглядит вот так:

SSL 1.0 — никогда не публиковался
SSL 2.0 — февраль 1995 года
SSL 3.0 — 1996 год
TLS 1.0 — январь 1999 года
TLS 1.1 — апрель 2006 года
TLS 1.2 — август 2008 года

Принцип работы SSL и TLS

Принцип работы SSL и TLS, как я уже сказал, один и тот же. Поверх протокола TCP/IP устанавливается зашифрованный канал, внутри которого передаются данные по прикладному протоколу — HTTP, FTP, и так далее. Вот как это можно представить графически:

Прикладной протокол «заворачивается» в TLS/SSL, а тот в свою очередь в TCP/IP. По сути данные по прикладному протоколу передаются по TCP/IP, но они зашифрованы. И расшифровать передаваемые данные может только та машина, которая установила соединения. Для всех остальных, кто получит передаваемые пакеты, эта информация будет бессмысленной, если они не смогут ее расшифровать.

Установка соединения обеспечивается в несколько этапов:

1) Клиент устанавливает соединение с сервером и запрашивает защищенное подключение. Это может обеспечиваться либо установлением соединения на порт, который изначально предназначен для работы с SSL/TLS, например, 443, либо дополнительным запросом клиентом установки защищенного соединения после установки обычного.

2) При установке соединения клиент предоставляет список алгоритмов шифрования, которые он «знает». Сервер сверяет полученный список со списком алгоритмов, которые «знает» сам сервер, и выбирает наиболее надежный алгоритм, после чего сообщает клиенту, какой алгоритм использовать

3) Сервер отправляет клиенту свой цифровой сертификат, подписанный удостоверяющим центром, и открытый ключ сервера.

4) Клиент может связаться с сервером доверенного центра сертификации, который подписал сертификат сервера, и проверить, валиден ли сертификат сервера. Но может и не связываться. В операционной системе обычно уже установлены корневые сертификаты центров сертификации, с которыми сверяют подписи серверных сертификатов, например, браузеры.

5) Генерируется сеансовый ключ для защищенного соединения. Это делается следующим образом:
— Клиент генерирует случайную цифровую последовательность
— Клиент шифрует ее открытым ключом сервера и посылает результат на сервер
— Сервер расшифровывает полученную последовательность при помощи закрытого ключа
Учитывая, что алгоритм шифрования является асимметричным, расшифровать последовательность может только сервер. При использовании асимметричного шифрования используется два ключа — приватный и публичный. Публичным отправляемое сообщение шифруется, а приватным расшифровывается. Расшифровать сообщение, имея публичный, ключ нельзя.

6) Таким образом устанавливается зашифрованное соединение. Данные, передаваемые по нему, шифруются и расшифровываются до тех пор, пока соединение не будет разорвано.

Корневой сертификат

Чуть выше я упомянул корневой сертификат. Это сертификат авторизационного центра, подпись которым подтверждает, что сертификат, который подписан, является именно тем, который принадлежит соответствующему сервису. В самом сертификате обычно содержится ряд информационных полей, в которых содержится информация об имени сервера, которому выдан сертификат, и сроках действия этого сертификата. Если срок действия сертификата истек, он признается недействительным.

Запрос на подпись (CSR, Certificate Sign Request)

Для получения подписанного серверного сертификата необходимо сгенерировать запрос на подпись (CSR, Certificate Sign Request) и отправить этот запрос авторизационному центру, который вернет подписанный сертификат, устанавливаемый непосредственно на сервер, чуть ниже посмотрим, как это сделать на практике. Сначала генерируется ключ для шифрования, затем на основании этого ключа генерируется запрос на подпись, CSR-файл.

Клиентский сертификат

Клиентский сертификат может быть сгенерирован как для использования в устройствах, так и для использования пользователями. Обычно такие сертификаты используются при двусторонней верификации, когда клиент верифицирует, что сервер действительно тот, за кого себя выдает, и сервер в ответ делает то же самое. Такое взаимодействие называется двусторонней аутентификацией или mutual authentication. Двусторонняя аутентификация позволяет повысить уровень безопасности по сравнению с односторонней, а также может служить заменой аутентификации с использованием логина и пароля.

Цепочка действий по генерации сертификатов

Давайте посмотрим на практике, как происходят действия, связанные с генерацией сертификатов, с самого начала, и при этом на практике.

Первое, что делается — это генерация корневого сертификата. Корневой сертификат подписывается самим собой. А потом уже этим сертификатом будут подписываться другие сертификаты.

$ openssl genrsa -out root.key 2048 Generating RSA private key, 2048 bit long modulus ..........+++ ...........................................+++ e is 65537 (0x10001) $ openssl req -new -key root.key -out root.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter ".", the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) :RU State or Province Name (full name) :N/A Locality Name (eg, city) :Saint-Petersburg Organization Name (eg, company) :My Company Organizational Unit Name (eg, section) :IT Service Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) :My Company Root Certificate Email Address :[email protected] Please enter the following "extra" attributes to be sent with your certificate request A challenge password : An optional company name :My Company $ openssl x509 -req -days 3650 -in root.csr -signkey root.key -out root.pem Signature ok subject=/C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=My Company Root Certificate/[email protected] Getting Private key

Таким образом мы сгенерировали сначала приватный ключ, затем запрос подписи, а затем своим ключом подписали свой же запрос и получили собственный цифровой сертификат, выданный на 10 лет. Пароль (challenge password) при генерации сертификата можно не вводить.

Приватный ключ ОБЯЗАТЕЛЬНО необходимо хранить в надежном месте, имея его можно подписать от вашего имени любой сертификат. А полученный корневой сертификат можно использовать для идентификации того, что сертификат, например, сервера подписан именно нами, а не кем-то еще. Именно такие действия выполняют авторизационные центры, когда генерируют собственные сертификаты. После создания корневого сертификата можно приступать к генерации сертификата сервера.

Просмотр информации о сертификате

Содержимое сертификата можно просмотреть таким образом:

$ openssl x509 -noout -issuer -enddate -in root.pem issuer= /C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=My Company Root Certificate/[email protected] notAfter=Jan 22 11:49:41 2025 GMT

Мы видим, кто выдал этот сертификат и когда заканчивается срок его годности.

Серверный сертификат

Для подписи сертификата для сервера нам нужно выполнить следующие действия:

1) Сгенерировать ключ
2) Сгенерировать запрос на подпись
3) Отправить CSR-файл в авторизационный центр или подписать самостоятельно

В серверный сертификат может включаться цепочка сертификатов, которыми подписан сертификат сервера, но ее можно также хранить в отдельном файле. В принципе, выглядит всё примерно так же, как и при генерации корневого сертификата

$ openssl genrsa -out server.key 2048 Generating RSA private key, 2048 bit long modulus ...................................................................................+++ ..........................+++ e is 65537 (0x10001) $ openssl req -new -key server.key -out server.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter ".", the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) :RU State or Province Name (full name) :N/A Locality Name (eg, city) :Saint-Petersburg Organization Name (eg, company) :My Company Organizational Unit Name (eg, section) :IT Service Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) :www.mycompany.com Email Address :[email protected] Please enter the following "extra" attributes to be sent with your certificate request A challenge password : An optional company name : $ openssl x509 -req -in server.csr -CA root.pem -CAkey root.key -CAcreateserial -out server.pem -days 365 Signature ok subject=/C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=www.mycompany.com/[email protected] Getting CA Private Key $ openssl x509 -noout -issuer -subject -enddate -in server.pem issuer= /C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=My Company Root Certificate/[email protected] subject= /C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=www.mycompany.com/[email protected] notAfter=Jan 25 12:22:32 2016 GMT

Таким образом сертификат сервера подписан и мы будем знать, какой организацией выдан этот сертификат. После подписи готовый сертификат можно использовать по назначению, например, установить на веб-сервер.

Установка SSL/TLS-сертификата на сервер с nginx

Для установки SSL/TLS-сертификата на веб-сервер nginx надо выполнить несколько простых шагов:

1) Скопировать файлы.key и.pem на сервер. В различных операционных системах сертификаты и ключи могут храниться в разных директориях. В Debian’е, к примеру, это директория /etc/ssl/certs для сертификатов и /etc/ssl/private для ключей. В CentOS это /etc/pki/tls/certs и /etc/pki/tls/private

2) Прописать необходимые настройки в конфигурационный файл для хоста. Вот как это примерно должно выглядеть (это просто пример):

Server { listen 443; server_name www.mycompany.com; root html; index index.html index.htm; ssl on; ssl_certificate server.pem; ssl_certificate_key server.key; ssl_session_timeout 5m; # Не рекомендуется использовать SSLv3 !!! # Он здесь только для примера ssl_protocols SSLv3 TLSv1; ssl_ciphers ALL:!ADH:!EXPORT56:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv3:+EXP; ssl_prefer_server_ciphers on; location / { try_files $uri $uri/ =404; } }

3) Перезапустить nginx

4) Зайти браузером на 443 порт сервера — https://www.mycompany.com и проверить его работоспособность.

Установка SSL/TLS-сертификата на сервер с Apache

Установка SSL/TLS-сертификата на Apache выглядит примерно так же.

1) Скопировать файлы ключа и сертификата на сервер в соответствующие директории

2) Включить модуль ssl для Apache командой «a2enmod ssl», если он еще не включен

3) Создать виртуальный хост, который будет слушать 443 порт. Конфиг будет выглядеть примерно так:

ServerAdmin [email protected] DocumentRoot /var/www Options FollowSymLinks AllowOverride None Options Indexes FollowSymLinks MultiViews AllowOverride None Order allow,deny allow from all ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/lib/cgi-bin/ AllowOverride None Options +ExecCGI -MultiViews +SymLinksIfOwnerMatch Order allow,deny Allow from all ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log LogLevel warn CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/ssl_access.log combined SSLEngine on SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/server.pem SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/server.key # Эта директива добавляет файл, содержащий список # всех сертификатов, которыми подписан сертификат сервера #SSLCertificateChainFile /etc/apache2/ssl.crt/server-ca.crt SSLOptions +StdEnvVars SSLOptions +StdEnvVars BrowserMatch "MSIE " \ nokeepalive ssl-unclean-shutdown \ downgrade-1.0 force-response-1.0 BrowserMatch "MSIE " ssl-unclean-shutdown

При этом надо сделать еще кое-что. Найти в файле httpd.conf, или apache2.conf, или ports.conf, в зависимости от системы, такой участок конфига:

Listen 443

Если такого условия нет, его надо добавить в конфиг. И еще одно: Надо добавить строку

NameVirtualHost *:443

Эта строка может находиться в файле httpd.conf, apache2.conf или ports.conf

4) Перезапустить веб-сервер Apache

Создание клиентского сертификата

Клиентский сертификат создается примерно так же, как серверный.

$ openssl genrsa -out client.key 2048 Generating RSA private key, 2048 bit long modulus ........................+++ ..................................................+++ e is 65537 (0x10001) $ openssl req -new -key client.key -out client.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter ".", the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) :RU State or Province Name (full name) :Saint-Petersburg Locality Name (eg, city) :^C mnorin@mnorin-work:~/Temp/certs/CA$ openssl req -new -key client.key -out client.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter ".", the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) :RU State or Province Name (full name) :N/A Locality Name (eg, city) :Saint-Petrersburg Organization Name (eg, company) :My Company Organizational Unit Name (eg, section) :Engineering Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) :Ivan Ivanov Email Address :[email protected] Please enter the following "extra" attributes to be sent with your certificate request A challenge password : An optional company name : $ openssl x509 -req -in client.csr -CA root.pem -CAkey root.key -CAcreateserial -out client.pem -days 365 Signature ok subject=/C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petrersburg/O=My Company/OU=Engineering/CN=Ivan Ivanov/[email protected] Getting CA Private Key $ openssl x509 -noout -issuer -subject -enddate -in client.pem issuer= /C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petersburg/O=My Company/OU=IT Service/CN=My Company Root Certificate/[email protected] subject= /C=RU/ST=N/A/L=Saint-Petrersburg/O=My Company/OU=Engineering/CN=Ivan Ivanov/[email protected] notAfter=Jan 25 13:17:15 2016 GMT

Если необходим клиентский сертификат в формате PKCS12, создаем его:

$ openssl pkcs12 -export -in client.pem -inkey client.key -certfile root.pem -out iivanov.p12 Enter Export Password: Verifying - Enter Export Password:

Теперь можно использовать клиентский сертификат для работы с нашим сервером.

Настройка nginx на использование клиентских сертификатов

Чаще всего, как я уже сказал, используется односторонняя аутентификация, обычно проверяется только сертификат сервера. Давайте посмотрим, как заставить веб-сервер nginx проверять клиентский сертификат. Необходимо в секцию server добавить опции для работы с клиентскими сертификатами:

# Корневой сертификат(ы), которым(и) подписан клиентский ssl_client_certificate /etc/nginx/certs/clientroot.pem; # Возможные варианты: on | off | optional | optional_no_ca ssl_verify_client optional; # Глубина проверки цепочки сертификатов, которыми подписан клиентский ssl_verify_depth 2;

После этого надо перезагрузить настройки или сервер целиком и можно проверять работу.

Настройка Apache на использование клиентских сертификатов

Apache настраивается также через добавление дополнительных опций в секцию виртуального хоста:

# Директория, содержащая корневые сертификаты для проверки клиентов SSLCARevocationPath /etc/apache2/ssl.crl/ # или файл, содержащий сертификаты SSLCARevocationFile /etc/apache2/ssl.crl/ca-bundle.crl # Опция верификации клиента. Возможные варианты: # none, optional, require and optional_no_ca SSLVerifyClient require # Глубина просмотра цепочки подписей. По умолчанию 1 SSLVerifyDepth 2

Как видите, опции примерно такие же, как и для nginx, поскольку процесс проверки организован единообразно.

«Прослушка» информации о сертификате при помощи openssl

Для проверки взаимодействия сервера с клиентскими сертификатами можно проверить, устанавливается ли соединение с использованием TLS/SSL.

На стороне сервера запускаем прослушку порта при помощи openssl:

Openssl s_server -accept 443 -cert server.pem -key server.key -state

На стороне клиента обращаемся к серверу, например, culr’ом:

Curl -k https://127.0.0.1:443

В консоли со стороны сервера можно наблюдать процесс обмена информацией между сервером и клиентом.

Можно также использовать опции -verify [глубина проверки] и -Verify [глубина проверки]. Опция с маленькой буквы запрашивает у клиента сертификат, но он не обязан его предоставлять. С большой буквы — если сертификат не предоставлен, возникнет ошибка. Запустим прослушку со стороны сервера таким образом:

Openssl s_server -accept 443 -cert server.pem -key server.key -state -Verify 3

Со стороны сервера ошибка выглядит так:

140203927217808:error:140890C7:SSL routines:SSL3_GET_CLIENT_CERTIFICATE:peer did not return a certificate:s3_srvr.c:3287:

Со стороны клиента так:

Curl: (35) error:14094410:SSL routines:SSL3_READ_BYTES:sslv3 alert handshake failure

Добавим с клиентской стороны сертификат и доменное имя (можно для проверки вписать в файл /etc/hosts имя хоста для адреса 127.0.0.1):

Curl https://www.mycompany.com:443 --cacert root.pem --cert client.pem --key client.key

Теперь соединение пройдет успешно и можно устанавливать серверный сертификат на веб-сервер, клиентский отдать клиенту, и работать с ними.

Безопасность

При использовании SSL/TLS одним из основных методов является метод MITM (Man In The Middle), «человек посередине». Этот метод основывается на использовании серверного сертификата и ключа на каком-то узле, который будет прослушивать трафик и расшифровывать информацию, которой обмениваются сервер и клиент. Для организации прослушивания можно использовать, например, программу sslsniff. Поэтому корневой сертификат и ключ обычно желательно хранить на машине, которая не подключена к сети, для подписания приносить запросы на подпись на флэшке, подписывать и так же уносить. И, естественно, делать резервные копии.

В общих чертах именно так и используются цифровые сертификаты и протоколы TLS и SSL. Если есть вопросы/дополнения, пишите в комментарии.

Запись опубликована автором в рубрике с метками , .

Навигация по записям

: 29 комментариев

1. cl-service.com

   CSR клиент генерирует сам при заказе сертификата, где сохранять закрытый ключ также решает клиент, для выпуска сертификата нам не нужен закрытый ключ и клиент нам его никак не передает. Естественно если это происходит на обычном виртуальном, то у администраторов с root доступом к серверу есть доступ и к ключам, которые там хранятся.

2. Доброжелатель.

   Тема сисек не раскрыта, ибо описанная технология работы PKI не имеет ничего общего с заголовком темы. Хоть бы для причия ссылки на rfc привел.
   P.S. Был такой анекдот про собаку и блоху.

3. Доброжелатель.

   Нивкоем случае не хотел тебя обидеть. Искал инфу о различии SSl и TLS на практике и твоя ссылка в гугле была первая. Был заинтрегован названием темы. Все круто, так держать!

4. DrAibolit

   Благодарю за толковые пояснения о цифровой сертификации. Я новичок в этом=)
   Надеюсь разъясните следующий вопрос.
   Поскольку в интернет индустрии очень развита тема мошенничества, хотелось бы научиться определять на «вшивость» самостоятельно посещаемые мною сайты (особенно, где присутствуют кашельки и оплаты, инвестиции и т.д) и определять исходя из этого степень моего доверия (приходится часто регистрироваться, оставлять личную информацию, совершать покупки, транзакции, инвестиции). Если я правильно понял, что наличие данной сертификации позволяет сделать такую оценку. Ну и с другой стороны, получить ее не проблема и даже бесплатно.
   Как или с помощью какой программы можно определить наличие цифрового сертификата у того или иного сайта? и желательно его категорию, которая присваивается при выдаче спецорганом SSL DV (выдача сертификата проводится с проверкой только домена), SSL OV (с проверкой организации), EV (с расширенной проверкой юрлица). Мошеннические сайты скорее всего последним вариантом сертификации пользоваться не станут..
   Буду рад, если поведаете еще способы определения надежности сайтов))

   1. mnorin Автор записи

      Какой-то определенной программы для этих целей я еще не встречал, но пару советов по этому поводу могу дать.
      Можно использовать, например, Chromium или Google Chrome. Возьмем, например, сайт https://www.thawte.com/ — компания, которая собственно цифровымисертификатами и занимается.
      В адресной строке будет написано название компании и зеленый замочек. Это значит, что организация проверена, это как минимум SSL OV.
      Если кликнуть на замочек, а в выпавшем окошке «Details», а затем «View Certificate», то можно увидеть информацию о сертификате. Для Thawte сертификат подписан следующим сертификатом: «thawte Extended Validation SHA256 SSL CA», а сертификат для click.alfabank.ru тоже подписан Thawte, но другим сертификатом. Это «thawte EV SSL CA — G3», то есть они тоже проходили Extended Validation.
      Как-то так.

5. Руслан

   Раздел «Принцип работы SSL и TLS», «Клиент генерирует случайную цифровую последовательность».

   Я был уверен что клиент генерирует сеансовый закрытый и, соответственно, открытый ключи (который вы, очевидно, и назвали «цифровая последовательность»). Открытый ключ передаётся серверу и сервер шифрует пакеты в сторону клиента сеансовым открытым клиентским ключом.

   Уточните, пожалуйста.

6. Новичок

   Статья очень полезная! Даже есть практические примеры=) Только я не понял одну вещь — в чем различие между корневым сертификатом и серверным? или это одно и тоже?

7. Виталий

   Здравствуйте.
   Хостер предложил услугу - SSL для виртуальных серверов. Воспользовались. Оказалось, что для третьего уровня, т.е. http://www.site.ru сертификат недействителен, только для site.ru. Притом, посетителей упорно кидает на протокол https, не важно, заходят они на site.ru или на http://www.site.ru . Разумеется, во втором случае браузер начинает истошно ругаться, а посетитель до сайта так и не добирается.
   А для тех, кто до сайта таки добрался, сайт стал выглядеть криво, пропала часть меню, перестала отображаться часть картинок в выдаче некоторыми компонентами.

Сеанс SMTP между сервером и клиентом по-умолчанию не шифруется. Это делает возможным перехват пакетов и получение конфиденциальной информации, передаваемой открытым текстом (если не применяются иные методы шифрования).

Исправить данную ситуацию нам поможет использование протокола TLS , что позволит обеспечить:

1. Конфиденциальность (Взаимодействие клиента и сервера происходит в зашифрованном
сеансе);

2. Целостность (невозможно внедриться в сеанс незаметно, искажение данных будет немедленно обнаружено);

3. Достоверность аутентификации (Клиент и сервер могут обменяться сертификатами, удостоверенными уполномоченным центром сертификации (Certification authority - CA).

Как работает TLS

Протокол TLS выполняет шифрование соединения только между двумя хостами. Сеанс с использованием этого протокола проходит следующим образом:

1. Клиент устанавливает соединение с сервером.

2. Хосты начинают взаимодействие по протоколу SMTP.

3. Сервер с помощью ключевого слова STARTTLS предлагает использовать TLS в рамках SMTP взаимодействия.

4. Если клиент может использовать TLS, он отвечает серверу ключевым словом STARTTLS.

5. Открытый сертификат сервера подписывается с помощью секретного ключа и отправляется клиенту.

6. Клиент проверяет подлинность сертификата сервера, сверяя подпись центра сертификации с имеющейся у него в корневом хранилище открытой подписью центра сертификации.

7. Клиент проверяет сертификат сервера на соответствие содержащейся в нем строки Common Name доменному имени сервера.

8. Клиент и сервер включают режим шифрования данных.

9. Хосты выполняют обмен данными.

10. Сеанс заканчивается.

Приступим к созданию сертификатов для почтового сервера server.mydomain.ru , в качестве MTA на котором выступает Postfix , а роль MDA выполняет Dovecot .

Создать новый сертификат просто – достаточно запустить сценарий и выполнить несколько команд.

Сге нерируем 2 файла - секретный ключ сервера и запрос на подпись сертификата командой:

# openssl req -nodes -newkey rsa:2048 -keyout server.key -out server.csr

где server - имя сервера (в данном случае может быть любым)

Заполняем поля (нажатие «Enter» оставляет значение по-умолчанию):

Country Name (2 letter code) : RU
State or Province Name (full name) : Orenburg
Locality Name (eg, city) : Orsk
Organization Name (eg, company) : MyCompany
Organizational Unit Name (eg, section) : IT
Common Name (eg, YOUR name) : server.mydomain.ru
Email Address : postmaster @mydomain.ru
A challenge password :
An optional company name :

Очень важно указать в поле Common Name полное имя хоста (FQDN), соответствующее DNS-записям типа MX и A

Используем возможность бесплатного получения сертификатов COMODO со сроком действия 90 дней на сервисе FreeSSL.su . Эти сертификаты без проблем распознаются всеми браузерами и почтовыми клиентами.

На главной страничке заполняем все необходимые поля, в графе «Выберите используемое ПО» выбираем «Другое». В поле CSR вводим содержимое сгененированного ранее файла server.csr .

После отправки запроса и его подтверждения, получаем архив certs.zip , содержащий следующие файлы:

1. AddTrustExternalCARoot.crt;
2. server_mydomain_ru.crt;
3. ComodoUTNSGCCA.crt;
4. EssentialSSLCA_2.crt;
5. UTNAddTrustSGCCA.crt

Файл server_mydomain_ru.crt - это и есть требуемый сертификат. Что нам нужно делать с остальными файлами? Поступим так - объединим их содержимое в одном файле ca.txt (доверенный сертификат центра сертификации CA ) в следующем порядке:

1. EssentialSSLCA_2.crt
2. ComodoUTNSGCCA.crt
3. UTNAddTrustSGCCA.crt
4. AddTrustExternalCARoot.crt

Полученный файл ca.txt будем использовать в дальнейшем:

Конфигурируем наш почтовый сервер. Для этого вносим изменения в конфиги dovecot и postfix .

Для dovecot:

dovecot.conf:

protocols = pop3 imap imaps pop3s

protocol pop3 {
listen = *:110
ssl_listen = *:995
...........
}

protocol imap {
listen = *:143
ssl_listen = *:993
...........
}

disable_plaintext_auth = no # Не запрещаем логиниться открытым способом
ssl = yes # Включаем поддержку ssl
ssl_cert_file = /etc/ssl/certs/dovecot.pem # файл сертификата,
# выставим на него разрешения: root:root 0444
ssl_key_file = /etc/ssl/private/dovecot.pem # ключ сервера,
# рекомендуется выставить разрешения: root:root 0400

ssl_verify_client_cert = yes # проверка валидности клиентских сертификатов
ssl_parameters_regenerate = 1 # регенерация параметров каждый час
# (значение "0" отключает регенерацию)
ssl_cipher_list = ALL:!LOW:!SSLv2 # шифр SSL
verbose_ssl = yes # протоколировать в логе ошибки ssl

Чтобы получить ssl_cert_file нужно объединить содержимое файлов server_mydomain_ru.crt и ca.txt , переименовываем полученный файл в dovecot.pem. В роли ssl_key_file выступает переименованный файл секретного ключа сервера server.key , сгенерированный ранее.

Для postfix:

main.cf

Smtp_use_tls = yes # использовать TLS, если удаленный сервер сообщает о поддержке TLS
smtpd_use_tls = yes # сообщать клиентам о поддержке TLS
smtpd_tls_auth_only = no # использовать аутентификацию SMTP не только для TLS-соединений
smtp_tls_note_starttls_offer = yes # фиксировать в логе имена серверов,
# выдающих сообщение STARTTLS, поддержка TLS для которых не включена

smtpd_tls_CAfile = /etc/ssl/ca.txt # доверенный сертификат
smtpd_tls_key_file = /etc/ssl/smtpd.key # закрытый ключ сервера
smtpd_tls_cert_file = /etc/ssl/smtpd.crt # сертификат сервера

smtpd_tls_loglevel = 2 # детальность сообщений о TLS-активности
smtpd_tls_received_header = yes # запрашивать заголовки сообщений с информацией
# о версии протокола и алгоритме шифрования
smtpd_tls_session_cache_timeout = 3600s # время, в течение которого данные в кэше
# TLS-сессии считаются актуальными
tls_random_source = dev:/dev/urandom # имя устройства-генератора псевдослучайных чисел (PRNG)

Для того, чтобы Postfix принимал TLS-соединения на специальный порт (465/SMTPS, а не 25/SMTP), в файле master.cf необходимо раскомментировать строки:

master.cf

Smtps inet n - n - - smtpd
-o smtpd_tls_wrappermode=yes
-o smtpd_sasl_auth_enable=yes
-o smtpd_client_restrictions=permit_sasl_authenticated,reject

Перезапускаем postfix и dovecot, проверяем логи.

Не забываем открыть нужные порты в файерволе: 993 (imaps), 995 (pop3s), 465 (smtps)

Наш почтовый сервер готов к работе с TLS !

Чтобы почтовые клиенты могли правильно использовать новые возможности сервера, нужно в настройках протоколов выставить FQDN сервера, такое, каким оно было указано при ключа и запроса, и выбрать тип защиты соединения SSL/TLS и соответствующие порты .

По окончании 90-дневного срока действия сертификатов следует проделать ту же самую процедуру, используя для запроса тот же файл server.csr , поэтому нужно сохранить его копию в надежном месте. Весь процесс обновления не займет больше 10 минут!

TLS является последователем SSL, протокола, который дает надежное и безопасное соединение между узлами в интернете. Его используют при разработке различных клиентов, включая браузеры и клиент-серверные приложения. Что такое TLS в Internet Explorer?

Немного о технологии

Все предприятия и организации, которые занимаются финансовыми операциями, используют данный протокол для исключения прослушки пакетов и осуществления несанкционированного доступа злоумышленниками. Эта технология создана защищать важные соединения от атак злоумышленников.

В основном, в своей организации используют встроенный браузер. В некоторых случаях – Mozilla Firefox.

Включение и отключение протокола

На некоторые сайты иногда невозможно зайти из-за того, что отключена поддержка технологий SSL и TLS. В обозревателе всплывает соответствующее уведомление. Итак, как же включить протоколы, чтобы продолжать пользоваться безопасной связью?
1.Откройте Панель управления через Пуск. Еще один способ: открыть Эксплорер и нажать на иконку шестеренки в правом верхнем углу.

2.Зайдите в раздел «Свойства браузера» и откройте блок «Дополнительно».

3.Поставьте галочки рядом с «Использовать TLS 1.1 и TLS 1.2».

4.Кликните по ОК для сохранения внесенных изменений. Если вы захотите отключить протоколы, что крайне не рекомендуется делать, особенно если вы пользуетесь интернет-банкингом, снимите отметки с этих же пунктов.

Чем отличаются 1.0 от 1.1 и 1.2? 1.1 – это только немного усовершенствованный вариант TLS 1.0, который частично унаследовал его недоработки. 1.2 является наиболее безопасной версией протокола. С другой стороны, не все сайты могут открываться при этой включенной версии протокола.

Как известно, мессенджер Скайп напрямую связан с Internet Explorer как компонентом Windows. Если у вас не будет отмечен галочкой протокол TLS в настройках, то со Скайпом могут возникнуть проблемы. Программа просто не сможет соединиться с сервером.

Если в настройках Интернет Эксплорер выключена поддержка TLS, все функции программы, связанные с сетью, не будут работать. Более того, от этой технологии зависит сохранность ваших данных. Не пренебрегайте ей, если выполняете финансовые операции в этом браузере (покупки в интернет-магазинах, перевод денег через интернет-банкинг или электронный кошелек и т.д.).

протокол записей TLS . Этот протокол обеспечивает безопасность соединений, которые имеют два основных свойства.

• Соединение является конфиденциальным. Для шифрования данных используется симметричная криптография (напр., DES , RC4 , и т.д.). Ключи для шифрования генерируются независимо для каждого соединения и базируются на секретном коде, получаемом с помощью другого протокола (такого, как протокол диалога TLS ). Протокол записей может использоваться и без шифрования.
• Соединение является надежным. Процедура передачи сообщения включает в себя проверку целостности с помощью вычисления MAC. Для расчета MAC используются хэш-функции (напр., SHA, MD5 и т.д.). Протокол записей может работать и без MAC, но в этом режиме он применяется только в случае, когда другой протокол использует протокол записей в качестве транспортного при выяснении параметров безопасности.

Протокол записей TLS используется для инкапсуляции различных протоколов высокого уровня. Один из таких инкапсулируемых объектов, протокол диалога TLS , позволяет серверу и клиенту аутентифицировать друг друга и согласовать алгоритм шифрования и крипто-ключи, до того как приложение передаст или примет первый байт информации. Протокол диалога TLS обеспечивает безопасное соединение, которое имеет три базовых свойства.

• Идентичность партнеров может быть выяснена с использованием асимметричной криптографии (например, RSA , DSS и т.д.). Эта аутентификация может быть сделана опционной, но она необходима, по крайней мере, для одного из партнеров.
• Выявление общего секретного кода является безопасным: этот секретный код недоступен злоумышленнику, даже если он ухитрится подключиться к соединению.
• Диалог надежен: атакующий не может модифицировать соединение без того, чтобы быть обнаруженным партнерами обмена.

Одним из преимуществ TLS является то, что он не зависит от протокола приложения. Протоколы верхнего уровня могут размещаться поверх протокола TLS прозрачным образом. Стандарт TLS , однако, не специфицирует то, как протоколы увеличивают безопасность с помощью TLS ; решение о том, как инициализировать TLS -диалог и как интерпретировать сертификаты аутентификации, оставляется на усмотрение разработчиков протоколов и программ, которые работают поверх TLS .

Цели

Целями протокола TLS в порядке приоритетности являются:

1. Криптографическая безопасность . TLS должен применяться для установления безопасного соединения между двумя партнерами.
2. Совместимость . Независимые программисты должны быть способны разрабатывать приложения, использующие TLS , которые смогут успешно обмениваться криптографическими параметрами без знания особенностей программ друг друга.
3. Расширяемость . TLS ищет способ, как при необходимости встроить в систему новые ключи и методы шифрования. Здесь имеются две побочные цели: исключить необходимость создания нового протокола (что может быть сопряжено с введением новых слабых мест) и сделать ненужным внедрение новой библиотеки, обеспечивающей безопасность.
4. Относительная эффективность . Криптографические операции требуют больших мощностей ЦПУ, особенно этим славятся операции с открытыми ключами. По этой причине протокол TLS имеет опционную схему кэширования сессии, что позволяет уменьшить число соединений, устанавливаемых с использованием новых временных буферов.

Язык представления

Представление данных в этом документе напоминает синтаксис языка Си и XDR [ XDR ], но эти параллели достаточно приблизительны и не имеют никакого отношения к самому протоколу TLS . Эти представления применены лишь для целей упрощения восприятия материала.

Базовым блоком данных считается один байт (т.e. 8 бит ). Многобайтовые информационные элементы представляют собой объединение последовательности байтов слева направо и сверху вниз. Многобайтовые элементы извлекаются из байтового потока (используя нотацию Си ) следующим образом:

value = (байт << 8*(n-1)) | (байт << 8*(n-2)) | ... | байт;

Этот порядок байтов для многобайтовых последовательностей является стандартным для сетей (big endian ).

Комментарии начинаются с "/*" и завершаются "*/". Опционные компоненты выделяются с помощью помещения их в двойные квадратные скобки "". Однобайтовые объекты, содержащие не интерпретируемые данные, имеют непрозрачный тип (opaque).

Вектор (одномерный массив ) является потоком однородных информационных элементов. Размер вектора может быть специфицирован во время документирования или оставаться не специфицированным вплоть до начала работы. В любом случае длина определяет число байтов, а не число элементов в векторе. Синтаксис спецификации нового типа T" , который является вектором фиксированной длины типа T , имеет вид TT"[n] ;

Здесь T" занимает в информационном потоке n байт , где n кратно размеру T . Длина вектора не включается в кодированный поток .

В следующем примере Datum определен как три последовательные байта, которые не интерпретируются протоколом, в то время как Data представляет собой три вектора Datum , состоящие из девяти байт .

opaque Datum; /* три не интерпретируемые байта */ Datum Data; /* 3 последовательных 3-байтовых вектора */

Векторы переменной длины определяются путем спецификации субдиапазона легальных длин, используя нотацию . При кодировании реальная длина предшествует потоку байтов, образующих вектор . Длина имеет форму числа, занимающего столько байт , сколько нужно, чтобы специфицировать максимально возможную длину вектора (ceiling ). Вектор переменной длины с действительным полем длины равным нулю является пустым вектором.

T T" ;

В следующем примере, обязательным является вектор , который должен содержать от 300 до 400 байт непрозрачного типа. Он не должен быть пустым. Поле действительной длины занимает два байта, uint16 , достаточных, чтобы представить значение 400. С другой стороны, longer может представить до 800 байт данных, или 400 uint16 элементов, и может быть пустым. Его кодовое представление будет включать два байта поля реальной длины, за которым будет следовать вектор . Длина закодированного вектора должна быть четной, кратной длине одиночного элемента (например: 17-байтовый вектор uint16 будет нелегальным ).

opaque mandatory<300..400>; /* поле длины имеет 2 байта, не может быть пустым */ uint16 longer<0..800>; /* 0 - 400 16-битовое целое число без знака */

Базовый числовой тип данных представляет собой байт без знака (uint8 ). Все более длинные типы цифровых данных образуются из фиксированной последовательности байт без знака, объединенных вместе. Следующие числовые типы являются предопределенными.

Главы замечательной книги «High Performance Browser Networking» авторства Ильи Григорика. Перевод выполнялся в рамках написания курсовой работы, потому очень вольный, но тем не менее будет полезен тем, кто слабо представляет что такое TLS, и с чем его едят.

Общие сведения о TLS

Протокол TLS (transport layer security) основан на протоколе SSL (Secure Sockets Layer), изначально разработанном в Netscape для повышения безопасности электронной коммерции в Интернете. Протокол SSL был реализован на application-уровне, непосредственно над TCP (Transmission Control Protocol), что позволяет более высокоуровневым протоколам (таким как HTTP или протоколу электронной почты) работать без изменений. Если SSL сконфигурирован корректно, то сторонний наблюдатель может узнать лишь параметры соединения (например, тип используемого шифрования), а также частоту пересылки и примерное количество данных, но не может читать и изменять их.

Конкретное место TLS (SSL) в стеке протоколов Интернета показано на схеме:

После того, как протокол SSL был стандартизирован IETF (Internet Engineering Task Force), он был переименован в TLS. Поэтому хотя имена SSL и TLS взаимозаменяемы, они всё-таки отличаются, так как каждое описывает другую версию протокола.

Первая выпущенная версия протокола имела название SSL 2.0, но была довольно быстра заменена на SSL 3.0 из-за обнаруженных уязвимостей. Как уже упоминалось, SSL был разработан компанией Netscape, так что в январе 1999 года IETF открыто стандартизирует его под именем TLS 1.0. Затем в апреле 2006 года была опубликована версия TLS 1.1, которая расширяла первоначальные возможности протокола и закрывала известные уязвимости. Актуальная версия протокола на данный момент – TLS 1.2, выпущенная в августе 2008 года.

Как уже говорилось, TLS был разработан для работы над TCP, однако для работы с протоколами дейтаграмм, такими как UDP (User Datagram Protocol), была разработана специальная версия TLS, получившая название DTLS (Datagram Transport Layer Security).
 

Шифрование, аутентификация и целостность

Протокол TLS предназначен для предоставления трёх услуг всем приложениям, работающим над ним, а именно: шифрование, аутентификацию и целостность. Технически, не все три могут использоваться, однако на практике, для обеспечения безопасности, как правило используются все три:

• Шифрование – сокрытие информации, передаваемой от одного компьютера к другому;
• Аутентификация – проверка авторства передаваемой информации;
• Целостность – обнаружение подмены информации подделкой.

Для того чтобы установить криптографически безопасный канал данных, узлы соединения должны согласовать используемые методы шифрования и ключи. Протокол TLS однозначно определяет данную процедуру, подробнее это рассмотрено в пункте TLS Handshake. Следует отметить, что TLS использует криптографию с открытым ключом, которая позволяет узлам установить общий секретный ключ шифрования без каких-либо предварительных знаний друг о друге.

Также в рамках процедуры TLS Handshake имеется возможность установить подлинность личности и клиента, и сервера. Например, клиент может быть уверен, что сервер, которые предоставляет ему информацию о банковском счёте, действительно банковский сервер. И наоборот: сервер компании может быть уверен, что клиент, подключившийся к нему – именно сотрудник компании, а не стороннее лицо (данный механизм называется Chain of Trust и будет рассмотрен в соответствующем разделе).

Наконец, TLS обеспечивает отправку каждого сообщения с кодом MAC (Message Authentication Code), алгоритм создания которого – односторонняя криптографическая функция хеширования (фактически – контрольная сумма), ключи которой известны обоим участникам связи. Всякий раз при отправке сообщения, генерируется его MAC-значение, которое может сгенерировать и приёмник, это обеспечивает целостность информации и защиту от её подмены.

Таким образом, кратко рассмотрены все три механизма, лежащие в основе криптобезопасности протокола TLS.
 

TLS Handshake

Перед тем, как начать обмен данными через TLS, клиент и сервер должны согласовать параметры соединения, а именно: версия используемого протокола, способ шифрования данных, а также проверить сертификаты, если это необходимо. Схема начала соединения называется TLS Handshake и показана на рисунке:

Разберём подробнее каждый шаг данной процедуры:

1. Так как TLS работает над TCP, для начала между клиентом и сервером устанавливается TCP-соединение.
2. После установки TCP, клиент посылает на сервер спецификацию в виде обычного текста (а именно версию протокола, которую он хочет использовать, поддерживаемые методы шифрования, etc).
3. Сервер утверждает версию используемого протокола, выбирает способ шифрования из предоставленного списка, прикрепляет свой сертификат и отправляет ответ клиенту (при желании сервер может так же запросить клиентский сертификат).
4. Версия протокола и способ шифрования на данном моменте считаются утверждёнными, клиент проверяет присланный сертификат и инициирует либо RSA, либо обмен ключами по Диффи-Хеллману, в зависимости от установленных параметров.
5. Сервер обрабатывает присланное клиентом сообщение, сверяет MAC, и отправляет клиенту заключительное (‘Finished’) сообщение в зашифрованном виде.
6. Клиент расшифровывает полученное сообщение, сверяет MAC, и если всё хорошо, то соединение считается установленным и начинается обмен данными приложений.

Ясно, что установление соединения TLS является, вообще говоря, длительным и трудоёмким процессом, поэтому в стандарте TLS есть несколько оптимизаций. В частности, имеется процедура под названием “abbreviated handshake”, которая позволяет использовать ранее согласованные параметры для восстановления соединения (естественно, если клиент и сервер устанавливали TLS-соединение в прошлом). Данную процедура рассмотрена подробнее в пункте «Возобновление сессии».

Также имеется дополнительное расширение процедуры Handshake, которое имеет название TLS False Start. Это расширение позволяет клиенту и серверу начать обмен зашифрованными данными сразу после установления метода шифрования, что сокращает установление соединения на одну итерацию сообщений. Об этом подробнее рассказано в пункте “TLS False Start”.
 

Обмен ключами в протоколе TLS

По различным историческим и коммерческим причинам чаще всего в TLS используется обмен ключами по алгоритму RSA: клиент генерирует симметричный ключ, подписывает его с помощью открытого ключа сервера и отправляет его на сервер. В свою очередь, на сервере ключ клиента расшифровывается с помощью закрытого ключа. После этого обмен ключами объявляется завершённым. Данный алгоритм имеет один недостаток: эта же пара отрытого и закрытого ключей используется и для аутентификации сервера. Соответственно, если злоумышленник получает доступ к закрытому ключу сервера, он может расшифровать весь сеанс связи. Более того, злоумышленник может попросту записать весь сеанс связи в зашифрованном варианте и занять расшифровкой потом, когда удастся получить закрытый ключ сервера. В то же время, обмен ключами Диффи-Хеллмана представляется более защищённым, так как установленный симметричный ключ никогда не покидает клиента или сервера и, соответственно, не может быть перехвачен злоумышленником, даже если тот знает закрытый ключ сервера. На этом основана служба снижения риска компрометации прошлых сеансов связи: для каждого нового сеанса связи создаётся новый, так называемый «временный» симметричный ключ. Соответственно, даже в худшем случае (если злоумышленнику известен закрытый ключ сервера), злоумышленник может лишь получить ключи от будущих сессий, но не расшифровать ранее записанные.

На текущий момент, все браузеры при установке соединения TLS отдают предпочтение именно сочетанию алгоритма Диффи-Хеллмана и использованию временных ключей для повышения безопасности соединения.

Следует ещё раз отметить, что шифрование с открытым ключом используется только в процедуре TLS Handshake во время первоначальной настройки соединения. После настройки туннеля в дело вступает симметричная криптография, и общение в пределах текущей сессии зашифровано именно установленными симметричными ключами. Это необходимо для увеличения быстродействия, так как криптография с открытым ключом требует значительно больше вычислительной мощности.
 

Возобновление сессии TLS

Как уже отмечалось ранее, полная процедура TLS Handshake является довольно длительной и дорогой с точки зрения вычислительных затрат. Поэтому была разработана процедура, которая позволяет возобновить ранее прерванное соединение на основе уже сконфигурированных данных.

Начиная с первой публичной версии протокола (SSL 2.0) сервер в рамках TLS Handshake (а именно первоначального сообщения ServerHello) может сгенерировать и отправить 32-байтный идентификатор сессии. Естественно, в таком случае у сервера хранится кэш сгенерированных идентификаторов и параметров сеанса для каждого клиента. В свою очередь клиент хранит у себя присланный идентификатор и включает его (конечно, если он есть) в первоначальное сообщение ClientHello. Если и клиент, и сервер имеют идентичные идентификаторы сессии, то установка общего соединения происходит по упрощённому алгоритму, показанному на рисунке. Если нет, то требуется полная версия TLS Handshake.

Процедура возобновления сессии позволяет пропустить этап генерации симметричного ключа, что существенно повышает время установки соединения, но не влияет на его безопасность, так как используются ранее нескомпрометированные данные предыдущей сессии.

Однако здесь имеется практическое ограничение: так как сервер должен хранить данные обо всех открытых сессиях, это приводит к проблеме с популярными ресурсами, которые одновременно запрашиваются тысячами и миллионами клиентов.

Для обхода данной проблемы был разработан механизм «Session Ticket», который устраняет необходимость сохранять данные каждого клиента на сервере. Если клиент при первоначальной установке соединения указал, что он поддерживает эту технологию, то в сервер в ходе TLS Handshake отправляет клиенту так называемый Session Ticket – параметры сессии, зашифрованные закрытым ключом сервера. При следующем возобновлении сессии, клиент вместе с ClientHello отправляет имеющийся у него Session Ticket. Таким образом, сервер избавлен от необходимости хранить данные о каждом соединении, но соединение по-прежнему безопасно, так как Session Ticket зашифрован ключом, известным только на сервере.
 

TLS False Start

Технология возобновления сессии бесспорно повышает производительность протокола и снижает вычислительные затраты, однако она не применима в первоначальном соединении с сервером, или в случае, когда предыдущая сессия уже истекла.

Для получения ещё большего быстродействия была разработана технология TLS False Start, являющаяся опциональным расширением протокола и позволяющая отправлять данные, когда TLS Handshake завершён лишь частично. Подробная схема TLS False Start представлена на рисунке:

Важно отметить, что TLS False Start никак не изменяет процедуру TLS Handshake. Он основан на предположении, что в тот момент, когда клиент и сервер уже знают о параметрах соединения и симметричных ключах, данные приложений уже могут быть отправлены, а все необходимые проверки можно провести параллельно. В результате соединение готово к использованию на одну итерацию обмена сообщениями раньше.
 

TLS Chain of trust

Аутентификация является неотъемлемой частью каждого TLS соединения. Рассмотрим простейший процесс аутентификации между Алисой и Бобом:

1. И Алиса, и Боб генерируют собственные открытые и закрытые ключи.
2. Алиса и Боб обмениваются открытыми ключами.
3. Алиса генерирует сообщение, шифрует его своим закрытым ключом и отправляет Бобу.
4. Боб использует полученный от Алисы ключ, чтобы расшифровать сообщение и таким образом проверяет подлинность полученного сообщения.

Очевидно, что данная схема построена на доверии между Алисой и Бобом. Предполагается, что обмен открытыми ключами произошёл, например, при личной встрече, и, таким образом, Алиса уверена, что получила ключ непосредственно от Боба, а Боб, в свою очередь, уверен, что получил открытый ключ Алисы.

Пусть теперь Алиса получает сообщение от Чарли, с которым она не знакома, но который утверждает, что дружит с Бобом. Чтобы это доказать, Чарли заранее попросил подписать собственный открытый ключ закрытым ключом Боба, и прикрепляет эту подпись к сообщению Алисе. Алиса же сначала проверяет подпись Боба на ключе Чарли (это она в состоянии сделать, ведь открытый ключ Боба ей уже известен), убеждается, что Чарли действительно друг Боба, принимает его сообщение и выполняет уже известную проверку целостности, убеждаясь, что сообщение действительно от Чарли:

Описанное в предыдущем абзаце и есть создание «цепочки доверия» (или «Chain of trust», если по-английски).
В протоколе TLS данные цепи доверия основаны на сертификатах подлинности, предоставляемых специальными органами, называемыми центрами сертификации (CA – certificate authorities). Центры сертификации производят проверки и, если выданный сертификат скомпрометирован, то данный сертификат отзывается.

Из выданных сертификатов складывается уже рассмотренная цепочка доверия. Корнем её является так называемый “Root CA certificate” – сертификат, подписанный крупным центром, доверие к которому неоспоримо. В общем виде цепочка доверия выглядит примерно таким образом:

Естественно, возникают случаи, когда уже выданный сертификат необходимо отозвать или аннулировать (например, был скомпрометирован закрытый ключ сертификата, или была скомпрометирована вся процедура сертификации). Для этого сертификаты подлинности содержат специальные инструкции о проверке их актуальности. Следовательно, при построении цепочки доверия, необходимо проверять актуальность каждого доверительного узла.

Механизм этой проверки прост и в его основе лежит т.н. «Список отозванных сертификатов» (CRL – «Certificate Revocation List»). У каждого из центров сертификации имеется данный список, представляющий простой перечень серийных номеров отозванных сертификатов. Соответственно любой, кто хочет проверить подлинность сертификата, попросту загружает данный список и ищет в нём номер проверяемого сертификата. Если номер обнаружится – это значит, что сертификат отозван.

Здесь очевидно присутствует некоторая техническая нерациональность: для проверки лишь одного сертификата требуется запрашивать весь список отозванных сертификатов, что влечёт замедление работы. Для борьбы с этим был разработан механизм под названием «Протокол статусов сертификатов» (OCSP – Online Certificate Status Protocol). Он позволяет осуществлять проверку статуса сертификата динамически. Естественно, это снижает нагрузку на пропускную способность сети, но в то же время порождает несколько проблем:

• Центры сертификации должны справляться с нагрузкой в режиме реального времени;
• Центры сертификации должны гарантировать свою доступность в любое время;
• Из-за запросов реального времени центры сертификации получают информацию о том, какие сайты посещал каждый конкретный пользователь.

Собственно, во всех современных браузерах оба решения (OCSP и CRL) дополняют друг друга, более того, как правило имеется возможность настройки предпочитаемой политики проверки статуса сертификата.

Таким образом, в данной статье рассмотрены все ключевые средства, предоставляемые протоколом TLS для защиты информации. За некоторую отсебятину в статье прошу прощения, это издержки изначальной цели выполнения перевода.