【学习笔记】TLS/SSL握手之Records

• TLS / SSL会话是由记录（Records）所组成，有4种records
  • Handshake
  • Alert
  • Change Cipher Spec
  • Application Data
• Handshake和Alert Records被分为子类型（Subtypes）：
  • Handshake：Client Hello
  • Handshake：Server Hello
  • Alert：Handshake Failure
  • 还有许多其他子类型...本篇不一一赘述
• SSL会话举例
  • 下图即TLS会话 -- 一连串不同记录的交换
    • 我们知道，TLS会话的前2个消息是Client Hello和Server Hello；Client Hello是一个握手协议记录，子类型是Client Hello
    • 这些记录的目的：防止TLS会话受限于IP数据大小
    • 有时，一条记录通过单个数据包发送
    • 
    • 有时，多条记录也会通过单个数据包发送
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    • 也有些时候，一条记录会通过多个数据包发送
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    • 记录不受 IP 数据包（datagram）长度的限制
• 每个记录都以记录头（Record Header）开始
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  • 分为4个部分：Record Type；SSLTLS Version；Record Length；Record Payload
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  • Record Type
    • Change Cipher Spec
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      • 表明发送者已准备好安全通话所需的一切
        • 密码套件和会话密钥
      • 由Client和Server独立发送
        • CCS之后发送的所有内容都是加密的
      • Record Payload是二进制的0000 0001
        • Length：1 byte
    • Alert - 一方发送给另一方的信息通知
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      • 内容包含2部分：
        • Severity（严重程度）
          • 01 - Waring - 会话继续
          • 02 - Fatal（致命的） - 会话终止
        • Description
          • 通知详细信息（描述是什么导致了警告）
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      • Sent unencrypted
        • 除非是在Change Cipher Spec之后发送（因为每个在CCS之后发送的都是加密的）
    • Handshake
      • TLS/SSL协议信息
      • 归类为子类型（Sub-Types）
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      • Sent unencrypted
        • 除了特定领域的特定子类型
    • Application Data
      • 由 SSL/TLS 保护的批量数据
        • Confidentiality → Symmetric Encryption
        • Integrity，Authentication → M.A.C
      • TLS计算出下面两者的M.A.C
        • Record Header，记录头
        • Plaintext Data，明文数据
      • TLS加密
        • Plaintext Data
        • MAC Digest
        • Padding
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      • 发生的顺序非常重要，TLS执行MAC-then-Encrypt，先计算MAC，再加密
        • 解密后才能检测到密文的修改
        • No Integrity on Padding（因为Padding不包含在MAC内，意味着别人可以修改数据包里的Padding，而接收方检测不到）
        • 产生不良后果
          • Solution：Use AEAD Ciphers（其好处是同时做MAC和加密）
      • AEAD （Authentication Encryption with Associated Data）do MAC-and-Encrypt
        • AE = Integrity + Encryption
        • AD = Integrity Only
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      • TLS 1.3 - all ciphers are AEAD
      • TLS 1.2 - AES-GCM，ChaCha20-Ploy1305
      • AEAD是未来

参考文献

1、网站：Practical Networking.net：Practical TLS