网络传输加密.docx
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网络传输加密.docx
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网络传输加密
建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;确认网站的真实性即认证
https简介
它是由Netscape开发并内置于其浏览器中,用于对数据进行压缩和解压操作,并返回网络上传送回的结果。
HTTPS实际上应用了Netscape的安全套接字层(SSL)作为HTTP应用层的子层。
(HTTPS使用端口443,而不是象HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。
)SSL使用40位关键字作为RC4流加密算法,这对于商业信息的加密是合适的。
HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证,如果需要的话用户可以确认发送者是谁.
也就是说它的主要作用可以分为两种:
一种是建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;另一种就是确认网站的真实性。
HTTPS和HTTP的区别
一、https协议需要到ca申请证书,一般免费证书很少,需要交费。
二、http是超文本传输协议,信息是明文传输,https则是具有安全性的ssl加密传输协议。
三、http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443.
四、http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全.
它的安全保护依赖浏览器的正确实现以及服务器软件、实际加密算法的支持。
一种常见的误解是“银行用户在线使用https:
就能充分彻底保障他们的银行卡号不被偷窃。
”实际上,与服务器的加密连接中能保护银行卡号的部分,只有用户到服务器之间的连接及服务器自身。
并不能绝对确保服务器自己是安全的,这点甚至已被攻击者利用,常见例子是模仿银行域名的钓鱼攻击。
少数罕见攻击在网站传输客户数据时发生,攻击者会尝试窃听传输中的数据.
商业网站被人们期望迅速尽早引入新的特殊处理程序到金融网关,仅保留传输码(transactionnumber)。
不过他们常常存储银行卡号在同一个数据库里.那些数据库和服务器少数情况有可能被未授权用户攻击和损害。
TLS1。
1之前这段仅针对TLS1。
1之前的状况。
因为SSL位于http的下一层,并不能理解更高层协议,通常SSL服务器仅能颁证给特定的IP/端口组合。
这是指它经常不能在虚拟主机(基于域名)上与HTTP正常组合成HTTPS。
这一点已被即将来临的TLS1。
1更新为—种完全支持基于域名的虚拟主机.
HTTPS解决的问题与限制
一、信任主机的问题.
采用https的服务器必须从CA(CertificateAuthority)申请一个用于证明服务器用途类型的证书.该证书只有用于对应的服务器的时候,客户端才信任此主机。
所以目前所有的银行系统网站,关键部分应用都是https的。
客户通过信任该证书,从而信任了该主机。
其实这样做效率很低,但是银行更侧重安全。
这一点对我们没有任何意义,我们的服务器,采用的证书不管是自己发布的还是从公众的地方发布的,其客户端都是自己人,所以我们也就肯定信任该服务器。
IE浏览器中已经内置了大量证书颁发机构的公钥,通过下面的操作我们可以查看到已经被信任的证书颁发机构。
在IE浏览器的菜单中点击“工具/Internet选项”,选择“内容”标签,点击“证书”按钮,然后就可以看到IE浏览器已经信任了许多“中级证书颁发机构”和“受信任的根证书颁发机构。
当我们在访问该网站时,浏览器就会自动下载该网站的SSL证书,并对证书的安全性进行检查。
由于证书是分等级的,网站拥有者可能从根证书颁发机构领到证书,也可能从根证书的下一级(如某个国家的认证中心,或者是某个省发出的证书)领到证书.假设我们正在访问某个使用了SSL技术的网站,IE浏览器就会收到了一个SSL证书,如果这个证书是由根证书颁发机构签发的,IE浏览器就会按照下面的步骤来检查:
浏览器使用内置的根证书中的公钥来对收到的证书进行认证,如果一致,就表示该安全证书是由可信任的颁证机构签发的,这个网站就是安全可靠的;如果该SSL证书不是根服务器签发的,浏览器就会自动检查上一级的发证机构,直到找到相应的根证书颁发机构,如果该根证书颁发机构是可信的,这个网站的SSL证书也是可信的.
二、通讯过程中的数据的泄密和被篡改
1.一般意义上的https,就是服务器有一个证书。
a)主要目的是保证服务器就是他声称的服务器,这个跟第一点一样。
b)服务端和客户端之间的所有通讯,都是加密的.
i.具体讲,是客户端产生一个对称的密钥,通过服务器的证书来交换密钥,即一般意义上的握手过程。
ii。
接下来所有的信息往来就都是加密的。
第三方即使截获,也没有任何意义,因为他没有密钥,当然篡改也就没有什么意义了。
2.少许对客户端有要求的情况下,会要求客户端也必须有一个证书。
a)这里客户端证书,其实就类似表示个人信息的时候,除了用户名/密码,还有一个CA认证过的身份。
因为个人证书一般来说是别人无法模拟的,所有这样能够更深的确认自己的身份.
b)目前少数个人银行的专业版是这种做法,具体证书可能是拿U盘(即U盾)作为一个备份的载体。
IE浏览器如何验证SSL证书
IE浏览器中已经内置了大量证书颁发机构的公钥,通过下面的操作我们可以查看到已经被信任的证书颁发机构.在IE浏览器的菜单中点击“工具/Internet选项”,选择“内容"标签,点击“证书"按钮,然后就可以看到IE浏览器已经信任了许多“中级证书颁发机构”和“受信任的根证书颁发机构。
当我们在访问该网站时,浏览器就会自动下载该网站的SSL证书,并对证书的安全性进行检查。
由于证书是分等级的,网站拥有者可能从根证书颁发机构领到证书,也可能从根证书的下一级(如某个国家的认证中心,或者是某个省发出的证书)领到证书。
假设我们正在访问某个使用了SSL技术的网站,IE浏览器就会收到了一个SSL证书,如果这个证书是由根证书颁发机构签发的,IE浏览器就会按照下面的步骤来检查:
浏览器使用内置的根证书中的公钥来对收到的证书进行认证,如果一致,就表示该安全证书是由可信任的颁证机构签发的,这个网站就是安全可靠的;如果该SSL证书不是根服务器签发的,浏览器就会自动检查上一级的发证机构,直到找到相应的根证书颁发机构,如果该根证书颁发机构是可信的,这个网站的SSL证书也是可信的。
client端接收到了server的证书,怎样和client中的publickey来认证服务端呢?
需要回答4个问题:
1.server的证书过期了吗?
2。
server证书中的issuingCA是trustedCA?
如果server证书中的issuingCA的distinguishedname和client的trustedCA的某个证书的distinguishedname相同,则答案是肯定的。
如果server证书中的issuingCA没有在trustedCA列表中,但theclientcanverifyacertificatechainendinginaCAthatisonthelist,仍然可以。
3。
client的issuingCA的publickey能否验证server证书中的issuer'sdigitalsignature?
4.在server证书中的domainname和server的domainname是不是相同的?
SSL介绍
为Netscape所研发,用以保障在Internet上数据传输之安全,利用数据加密(Encryption)技术,可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取及窃听.目前一般通用之规格为40bit之安全标准,美国则已推出128bit之更高安全标准,但限制出境。
只要3。
0版本以上之I.E。
或Netscape浏览器即可支持SSL。
当前版本为3.0。
它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输.
SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。
SSL协议可分为两层:
SSL记录协议(SSLRecordProtocol):
它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。
SSL握手协议(SSLHandshakeProtocol):
它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前,通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。
SSL协议提供的服务主要有哪些?
1)认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器
2)加密数据以防止数据中途被窃取
3)维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。
SSL协议的工作流程
服务器认证阶段:
1)客户端向服务器发送一个开始信息“Hello”以便开始一个新的会话连接;2)服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥,如需要则服务器在响应客户的“Hello”信息时将包含生成主密钥所需的信息;3)客户根据收到的服务器响应信息,产生一个主密钥,并用服务器的公开密钥加密后传给服务器;4)服务器恢复该主密钥,并返回给客户一个用主密钥认证的信息,以此让客户认证服务器.
用户认证阶段
在此之前,服务器已经通过了客户认证,这一阶段主要完成对客户的认证。
经认证的服务器发送一个提问给客户,客户则返回(数字)签名后的提问和其公开密钥,从而向服务器提供认证.
从SSL协议所提供的服务及其工作流程可以看出,SSL协议运行的基础是商家对消费者信息保密的承诺,这就有利于商家而不利于消费者.在电子商务初级阶段,由于运作电子商务的企业大多是信誉较高的大公司,因此这问题还没有充分暴露出来。
但随着电子商务的发展,各中小型公司也参与进来,这样在电子支付过程中的单一认证问题就越来越突出.虽然在SSL3.0中通过数字签名和数字证书可实现浏览器和Web服务器双方的身份验证,但是SSL协议仍存在一些问题,比如,只能提供交易中客户与服务器间的双方认证,在涉及多方的电子交易中,SSL协议并不能协调各方间的安全传输和信任关系。
在这种情况下,Visa和MasterCard两大信用卡公组织制定了SET协议,为网上信用卡支付提供了全球性的标准。
SSL协议的握手过程
①客户端的浏览器向服务器传送客户端SSL协议的版本号,加密算法的种类,产生的随机数,以及其他服务器和客户端之间通讯所需要的各种信息。
②服务器向客户端传送SSL协议的版本号,加密算法的种类,随机数以及其他相关信息,同时服务器还将向客户端传送自己的证书。
③客户利用服务器传过来的信息验证服务器的合法性,服务器的合法性包括:
证书是否过期,发行服务器证书的CA是否可靠,发行者证书的公钥能否正确解开服务器证书的“发行者的数字签名”,服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配。
如果合法性验证没有通过,通讯将断开;如果合法性验证通过,将继续进行第四步。
④用户端随机产生一个用于后面通讯的“对称密码”,然后用服务器的公钥(服务器的公钥从步骤②中的服务器的证书中获得)对其加密,然后将加密后的“预主密码”传给服务器。
⑤如果服务器要求客户的身份认证(在握手过程中为可选),用户可以建立一个随机数然后对其进行数据签名,将这个含有签名的随机数和客户自己的证书以及加密过的“预主密码”一起传给服务器。
⑥如果服务器要求客户的身份认证,服务器必须检验客户证书和签名随机数的合法性,具体的合法性验证过程包括:
客户的证书使用日期是否有效,为客户提供证书的CA是否可靠,发行CA的公钥能否正确解开客户证书的发行CA的数字签名,检查客户的证书是否在证书废止列表(CRL)中.检验如果没有通过,通讯立刻中断;如果验证通过,服务器将用自己的私钥解开加密的“预主密码”,然后执行一系列步骤来产生主通讯密码(客户端也将通过同样的方法产生相同的主通讯密码)。
⑦服务器和客户端用相同的主密码即“通话密码”,一个对称密钥用于SSL协议的安全数据通讯的加解密通讯。
同时在SSL通讯过程中还要完成数据通讯的完整性,防止数据通讯中的任何变化。
⑧客户端向服务器端发出信息,指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥,同时通知服务器客户端的握手过程结束.
⑨服务器向客户端发出信息,指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥,同时通知客户端服务器端的握手过程结束。
⑩SSL的握手部分结束,SSL安全通道的数据通讯开始,客户和服务器开始使用相同的对称密钥进行数据通讯,同时进行通讯完整性的检验.
证书各部分的含义
证书版本号,不同版本的证书格式不同
SerialNumber 序列号,同一身份验证机构签发的证书序列号唯一
AlgorithmIdentifier签名算法,包括必要的参数Issuer身份验证机构的标识信息
PeriodofValidity有效期
Subject 证书持有人的标识信息
Subject’sPublicKey 证书持有人的公钥
Signature 身份验证机构对证书的签名
证书的格式 认证中心所发放的证书均遵循X。
509V3标准,其基本格式如下:
证书版本号(CertificateFormatVersion)
含义:
用来指定证书格式采用的X。
509版本号。
证书序列号(CertificateSerialNumber)
含义:
用来指定证书的唯一序列号,以标识CA发出的所有公钥证书。
签名(Signature)算法标识(AlgorithmIdentifier)
含义:
用来指定CA签发证书所用的签名算法。
签发此证书的CA名称(Issuer)
含义:
用来指定签发证书的CA的X.500唯一名称(DN,DistinguishedName)。
证书有效期(ValidityPeriod)起始日期(notBefore)终止日期(notAfter)
含义:
用来指定证书起始日期和终止日期.
用户名称(Subject)
含义:
用来指定证书用户的X.500唯一名称(DN,DistinguishedName).
用户公钥信息(SubjectPublicKeyInformation)算法(algorithm)算法标识(Algorithm Identifier)用户公钥(subject Public Key)
含义:
用来标识公钥使用的算法,并包含公钥本身.
证书扩充部分(扩展域)(Extensions)
含义:
用来指定额外信息。
X。
509V3证书的扩充部分(扩展域)及实现方法如下:
CA的公钥标识(Authority Key Identifier)
公钥标识(SET未使用)(Key Identifier)
签发证书者证书的签发者的甄别名(Certificate Issuer)
签发证书者证书的序列号(CertificateSerialNumber)
X.509V3证书的扩充部分(扩展域)及实现CA的公钥标识(Authority Key Identifier)
公钥标识(SET未使用)(Key Identifier)
签发证书者证书的签发者的甄别名(Certificat签发证书者证书的序列号(CertificateSerialNumber)
含义:
CA签名证书所用的密钥对的唯一标识用户的公钥标识(Subject Key Identifier)
含义:
用来标识与证书中公钥相关的特定密钥进行解密。
证书中的公钥用途(Key Usage)
含义:
用来指定公钥用途。
用户的私钥有效期(Private Key Usage Period)起始日期(Note Before)终止日期(Note After)
含义:
用来指定用户签名私钥的起始日期和终止日期.
CA承认的证书政策列表(CertificatePolicies)
含义:
用来指定用户证书所适用的政策,证书政策可由对象标识符表示。
用户的代用名(Substitutional Name)
含义:
用来指定用户的代用名。
CA的代用名(Issuer Alt Name)
含义:
用来指定CA的代用名。
基本制约(Basic Constraints)
含义:
用来表明证书用户是最终用户还是CA.在SET系统中有一些私有扩充部分(扩展域)Hashed Root Key含义:
只在根证书中使用,用于证书更新时进行回溯。
证书类型(Certificate Type)
含义:
用来区别不同的实体.该项是必选的。
商户数据(Merchant Data)
含义:
包含支付网关需要的所有商户信息。
持卡人证书需求(Card Cert Required)
含义:
显示支付网关是否支持与没有证书的持卡人进行交易。
SET扩展(SETExtensions)
含义:
列出支付网关支持的支付命令的SET信息扩展。
CRL数据定义版本(Version)
含义:
显示CRL的版本号。
CRL的签发者(Issuer)
含义:
指明签发CRL的CA的甄别名。
CRL发布时间(this Update)预计下一个CRL更新时间(Next Update)撤销证书信息目录(Revoked Certificates)CRL扩展(CRL Extension)CA的公钥标识(Authority Key Identifier)CRL号(CRL Number)
加密技术简介
加密技术包括两个元素:
算法和密钥。
算法是将普通的文本(或者可以理解的信息)与一串数字(密钥)的结合,产生不可理解的密文的步骤,密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法.在安全保密中,可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。
密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种.相应地,对数据加密的技术分为两类,即对称加密(私人密钥加密)和非对称加密(公开密钥加密)。
对称加密以数据加密标准(DES,DataEncryptionStandard)算法为典型代表,非对称加密通常以RSA(RivestShamirAd1eman)算法为代表。
对称加密的加密密钥和解密密钥相同,而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同,加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。
对称加密采用了对称密码编码技术,它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥,即加密密钥也可以用作解密密钥,这种方法在密码学中叫做对称加密算法,对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短,且破译困难,除了数据加密标准(DES),另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法(IDEA),它比DES的加密性好,而且对计算机功能要求也没有那么高。
IDEA加密标准由PGP(PrettyGoodPrivacy)系统使用。
1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是“公开密钥系统”.相对于“对称加密算法"这种方法也叫做“非对称加密算法”.与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:
公开密钥(publickey)和私有密(privatekey)。
公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密.因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。
几个验证小例子
Java操作sslsocket
keytool证书与密钥管理
1)创建服务端密钥库
>keytool—genkey—keystorec:
\serverkey。
jks—keyalgrsa-aliasssl1-validity700
上述命令中:
—genkey生成密钥对
—keystore指定密码仓库的文件地址
-keyalg密钥所使用的算法
—alias密钥别名。
.使用密钥时是使用此别名来区分的
-validity密钥有效期(天)..从当前系统时间开始计算
该命令成功后会要求输入密码仓库的密码。
.例如changeit
然后是输入你的个人信息。
。
最后会要求输入别名的密码..例如changeit
创建成功后..在建立服务端的SSL连接时用下述方法导入密钥。
。
StringkeyFile=serverkey。
jks
StringkeyFilePass=”changeit"
KeyStoreks=KeyStore.getInstance("JKS”);
ks。
load(newFileInputStream(keyFile),keyFilePass.toCharArray());
再利用该密码仓库来进行相应操作.。
2)将服务端的公钥导出成证书
〉keytool-export—aliasssl1—filec:
\ssl1。
cer—keystorec:
\serverkey。
jks
—export导出
导出成功后就得到了ssl1。
cer这一份证书了。
.然后就是要将这一份证书分发给客户端。
.客户端有了该证书后就能与服务端建立安全连接了。
。
3)生成客户端的密钥仓库
方法与1)类似
keytool-genkey—keystorec:
\clientkey.jks-keyalgrsa-aliasssl1—validity700
4)将*。
cer导入到客户端的密钥仓库里
〉keytool-import-filec:
\ssl1.cer-keystorec:
\clientkey。
jks
—import导入
上述命令成功后会要求输入客户端密钥仓库的密码..
成功后在每次要访问服务端之前还要将该证书添加到受信域中.。
系统会自动从受信域中检查可用的证书来完成SSL连接通讯。
。
StringkeyFile=clientkey.jks
StringkeyFilePass=”changeit”
System。
setProperty(”。
ssl.trustStore",keyFile);
System。
setProperty(”javax。
net.ssl。
trustStorePassword”,keyFilePass);
JavasslSocket聊天实例
——-—-—-----——------——--——-————-—-——------—————--——-—-server--—-—--———-----——-—-—---——-———---—-—-—-——-—--—-——
packagecom.test。
http;
/*
*SSLSocket的服务器端
*@Authorlixingang
*/
importjava。
io。
BufferedReader;
importjava.io。
FileInputStream;
importjava.io。
IOException;
importjava。
io。
InputStreamReader;
importjava.io。
PrintStream;
import.InetSocketAddress;
import.SocketAddress;
importjava.security。
KeyManagementException;
importjava.security。
KeyStore;
importjava。
security。
KeyStoreException;
importjava。
security.NoSuchAlgorith
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- 网络 传输 加密