diff --git a/加密/1 公钥秘钥加密原理.md b/加密/1 公钥秘钥加密原理.md index bf9ce729..d72767bc 100644 --- a/加密/1 公钥秘钥加密原理.md +++ b/加密/1 公钥秘钥加密原理.md @@ -26,14 +26,16 @@ ### 签名与签名验证概念 * 摘要，对需要传输的文本，做一个HASH计算，一般采用SHA1，SHA2来获得。 -* 签名，使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密，得到的密文即被称为该次传输过程的签名。（看最下面的一部分就明白了） -* 签名验证，数据接收端，拿到传输文本，但是需要确认该文本是否就是发送发出的内容，中途是否曾经被篡改。因此拿自己持有的公钥对签名进行解密（密钥对中的一种密钥加密的数据必定能使用另一种密钥解密。），得到了文本的摘要，然后使用与发送方同样的HASH算法计算摘要值，再与解密得到的摘要做对比，发现二者完全一致，则说明文本没有被篡改过。 +* 签名，首先使用文本摘要算法进行摘要，然后使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密，得到的密文即被称为该次传输过程的签名。 +* 签名验证，数据接收端，拿到传输文本，拿自己持有的公钥对签名进行解密，得到了文本的摘要，然后使用与发送方同样的HASH算法计算摘要值，再与解密得到的摘要做对比，发现二者完全一致，则说明文本没有被篡改过。 + * 防止文本被替代，是发送者本人发送的数据（私钥签名） + * 防止文本被篡改，没有被第三方进行修改（摘要指纹） ### 秘钥算法目标 * 加密,保证数据的隐私性。肯定是不希望别人知道我的消息,所以只要我才能解密。所以得出,公钥负责加密,私钥负责解密。 -* 签名,保证数据的完整性。那肯定是不希望有人冒充我发消息,只有我才能发布这个签名, 所以得出,私钥负责签名,公钥负责验证。 +* 签名,保证数据的完整性。那肯定是不希望有人冒充我发消息，不希望消息被篡改,只有我才能发布这个签名, 所以得出,私钥负责签名,公钥负责验证，并使用消息摘要验证其准确性 ## 2 非对称加密RSA实现 @@ -57,7 +59,11 @@ ![](image/2021-06-15-22-28-36.png) -AES加密算法涉及4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。下图给出了AES加解密的流程，从图中可以看出：1）解密算法的每一步分别对应加密算法的逆操作，2）加解密所有操作的顺序正好是相反的。正是由于这几点（再加上加密算法与解密算法每步的操作互逆）保证了算法的正确性。加解密中每轮的密钥分别由种子密钥经过密钥扩展算法得到。算法中16字节的明文、密文和轮子密钥都以一个4x4的矩阵表示。 +AES加密算法涉及4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。下图给出了AES加解密的流程，从图中可以看出： +1. 解密算法的每一步分别对应加密算法的逆操作. +2. 加解密所有操作的顺序正好是相反的。 + +正是由于这几点（再加上加密算法与解密算法每步的操作互逆）保证了算法的正确性。加解密中每轮的密钥分别由种子密钥经过密钥扩展算法得到。算法中16字节的明文、密文和轮子密钥都以一个4x4的矩阵表示。 ## 4 非对称加密RSA+对称加密AES ![](image/2021-06-15-22-28-00.png) @@ -91,7 +97,7 @@ AES加密算法涉及4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（Shift ### 概念 -为了保证公钥的可信性，提供第三方的认证。保证公钥没有被篡改。相当于由第三方可信机构发起的一次摘要----签名----签名验证过程。主要确认了目标公钥的证书的可信性。 +为了保证公钥的可信性，提供第三方的认证。保证公钥没有被篡改。相当于由第三方可信机构发起的一次消息摘要算法----签名----签名验证过程。主要确认了目标公钥的证书的可信性。 一个证书包含以下内容： * 可信的证书的发布机构 diff --git a/加密/2 TSL加密协议.md b/加密/2 TLS加密协议.md similarity index 82% rename from 加密/2 TSL加密协议.md rename to 加密/2 TLS加密协议.md index e1d9a223..b59e1365 100644 --- a/加密/2 TSL加密协议.md +++ b/加密/2 TLS加密协议.md @@ -3,20 +3,28 @@ ### 协议简介 SSL/TLS是一种密码通信框架，他是世界上使用最广泛的密码通信方法。SSL/TLS综合运用了密码学中的对称密码，消息认证码，公钥密码，数字签名，伪随机数生成器等，可以说是密码学中的集大成者。 - -SSL(Secure Socket Layer)安全套接层，是1994年由Netscape公司设计的一套协议，并与1995年发布了3.0版本。 - -TLS(Transport Layer Security)传输层安全是IETF在SSL3.0基础上设计的协议，实际上相当于SSL的后续版本。 +* SSL(Secure Socket Layer)安全套接层，是1994年由Netscape公司设计的一套协议，并与1995年发布了3.0版本。 +* TLS(Transport Layer Security)传输层安全是IETF在SSL3.0基础上设计的协议，实际上相当于SSL的后续版本。 ### 加密算法 +包括秘钥生成、加密、解密三个主要过程。 * 非对称加密算法：RSA，DSA/DSS,Diffie–Hellman * 对称加密算法：AES，RC4，3DES -* HASH算法：MD5，SHA1，SHA256 -* Record协议中的MAC(Message Authentication Code)算法 -* premaster secret、master secret生成算法 +* 秘钥生成算法：premaster secret、master secret + +### 消息摘要算法 +**消息摘要算法**即**HASH算法**，**消息摘要**（Message Digest）简要地描述了一分较长的信息或文件，它可以被看做一分长文件的**数字指纹**。主要分为以下三类 + +* MD(Message Digest)：消息摘要。生成的消息摘要都是128位的。包括：MD2，MD4，MD5 +* SHA(Secure Hash Algorithm)：安全散列。固定长度摘要信息。包括：SHA-1，SHA-2(SHA-224，SHA-256，SHA-384，SHA-512) +* MAC(Message Authentication Code)：消息认证码。HMAC(keyed-Hash Message Authentication Code)：含有密钥的散列函数算法，包含了MD和SHA两个系列的消息摘要算法，HMAC只是在原有的MD和SHA算法的基础上添加了密钥。HMAC运算利用hash算法，以一个消息M和一个密钥K作为输入，生成一个定长的消息摘要作为输出。HMAC算法利用已有的Hash函数，关键问题是如何使用密钥。能够通过MD、SHA确保数据的完整性，通过秘钥确定数据的身份认证（相当于用私钥签名） + * MD 系列算法有 HmacMD2、HmacMD4 和 HmacMD5 三种算法； + * SHA 系列算法有 HmacSHA1、HmacSHA224、HmacSHA256、HmacSHA384 和 HmacSHA512 五种算法。 + + ### 协议概念 @@ -77,14 +85,14 @@ TLS主要分为两层 * Application data protocol应用数据协议负责将TLS承载的应用数据传达给通信对象的协议。 -## 4 握手协议 +## 4 握手协议——典型过程 握手协议是TLS协议中非常重要的协议，通过客户端和服务器端的交互，和共享一些必要信息，从而生成共享密钥和交互证书。 ![](image/2021-06-15-23-09-52.png) -![](image/2021-06-15-20-41-00.png) -![](image/2021-06-16-22-33-20.png) + + -### 4.1 客户端请求SSL内容 +### 步骤1 客户端请求SSL内容 * client hello客户端向服务器端发送一个client hello的消息，包含下面内容： ``` @@ -96,7 +104,7 @@ TLS主要分为两层 6. 可用的压缩方式清单。 ``` -### 4.2 服务器响应SSL内容 +### 步骤2 服务器响应SSL内容 * server hello服务器端收到client hello消息后，会向客户端返回一个server hello消息，包含如下内容： @@ -116,7 +124,7 @@ TLS主要分为两层 * 可选步骤:CertificateRequest如果是在一个受限访问的环境，比如fabric中，服务器端也需要向客户端索要证书。如果并不需要客户端认证，则不需要此步骤。 * server hello done 服务器端发送server hello done的消息告诉客户端自己的消息结束了。 -### 4.3 客户端交换秘钥证书 +### 步骤3 客户端交换秘钥证书 * 可选步骤:Certificate。客户端发送客户端证书给服务器。 @@ -128,15 +136,15 @@ TLS主要分为两层 * finished(握手协议结束)客户端告诉服务器端握手协议结束了。 -### 4.4 服务器交换秘钥证书 +### 步骤4 服务器交换秘钥证书 * ChangeCipherSpec。服务器端告诉客户端自己要切换密码了。 * finished(握手协议结束)服务器端告诉客户端，握手协议结束了。 -### 握手协议——RSA握手协议 +## 4.1 握手协议——RSA握手协议 ![](image/2021-06-17-11-43-17.png) -### 握手协议——DH握手协议 +## 4.2 握手协议——DH握手协议 ![](image/2021-06-17-11-46-08.png) @@ -150,9 +158,6 @@ TLS记录协议主要负责消息的压缩，加密和认证。当TLS完成握 * 在接收端：将数据（Record）解密，验证MAC，解压并重组得到密文之后会附加类型，版本和长度等其他信息，最终组成最后的报文数据。 - - - ## 6 master secret密码计算 1. [明文] 客户端发送随机数client_random 2. [明文] 服务器返回随机数server_random @@ -171,7 +176,37 @@ session_hash = Hash(handshake_messages) master_secret = PRF(pre_master_secret, "extended master secret",session_hash)[0..47]; ``` -### 三重握手攻击 + +## 7 Cipher suite密码套件 + +### 典型构成 +* key establishment (typically a Diffie-Hellman variant or RSA)密钥协商算法（通常是 Diffie-Hellman 变体或 RSA等非对称加密算法） +* authentication (the certificate type)身份验证算法（证书类型RSA、DSA等签名算法） +* confidentiality (a symmetric cipher)机密性算法（对称加密算法） +* integrity (a hash function)完整性算法（消息摘要函数） + +### “AES128-SHA” + +* RSA for key establishment (implied) +* RSA for authentication (implied) +* 128-bit Advanced Encryption Standard in Cipher Block Chaining (CBC) mode for confidentiality +* 160-bit Secure Hashing Algorithm (SHA) for integrity + +### “ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384” + +* Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral (ECDHE) key exchange for key establishment 椭圆曲线 Diffie-Hellman Ephemeral ( ECDHE ) 密钥交换 +* Elliptic Curve Digital Signature Algorithms (ECDSA) for authentication 身份验证的椭圆曲线数字签名算法 ( ECDSA ) +* 256-bit Advanced Encryption Standard in Galois/Counter mode (GCM) for confidentiality +* 384-bit Secure Hashing Algorithm for integrity + + +## 8 中间人攻击 + + +### 中间人攻击模型 + +![](image/2021-06-21-00-59-31.png) + 三重握手(Triple Handshake) (CVE-2014-1295)：攻击者（A）分别与客户端（C）和服务器（S）握手，协商出同一个主密钥；之后令客户端（C）和服务器（S）之间重新协商（renegotiation）或继续（resumption）会话来握手。可攻破重新协商，TLS Exporter RFC5705和"tls-unique" RFC5929。 ``` @@ -198,26 +233,3 @@ S向A发送“完成”。A计算其“完成” 与C的连接，并将其发送给C。 ``` 通过以上方式，如果使用无“Extended Master Secret”扩展字段的计算方式将发现，从C->A和从A->S之间使用的会话密钥是一样的，这种叫做未知密钥共享（unkown key-share（UKS））攻击。当使用扩展主密钥的计算方式时，因为有session_hash，计算了所有协商消息的hash，如果中间攻击者A对协商消息进行改动，则客户端和服务端计算的hash值则不一样，最后计算出的主密钥也会不同。 - - -## 7 Cipher suite密码套件 - -### 典型构成 -* key establishment (typically a Diffie-Hellman variant or RSA)密钥建立（通常是 Diffie-Hellman 变体或 RSA） -* authentication (the certificate type)身份验证（证书类型） -* confidentiality (a symmetric cipher)机密性（对称密码） -* integrity (a hash function)完整性（散列函数） - -### “AES128-SHA” - -* RSA for key establishment (implied) -* RSA for authentication (implied) -* 128-bit Advanced Encryption Standard in Cipher Block Chaining (CBC) mode for confidentiality -* 160-bit Secure Hashing Algorithm (SHA) for integrity - -### “ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384” - -* Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral (ECDHE) key exchange for key establishment 椭圆曲线 Diffie-Hellman Ephemeral ( ECDHE ) 密钥交换 -* Elliptic Curve Digital Signature Algorithms (ECDSA) for authentication 身份验证的椭圆曲线数字签名算法 ( ECDSA ) -* 256-bit Advanced Encryption Standard in Galois/Counter mode (GCM) for confidentiality -* 384-bit Secure Hashing Algorithm for integrity \ No newline at end of file diff --git a/加密/3 TSL协议变迁.md b/加密/3 TLS协议变迁.md similarity index 100% rename from 加密/3 TSL协议变迁.md rename to 加密/3 TLS协议变迁.md diff --git a/加密/5 TLS实验.md b/加密/5 TLS实验.md index 3144a2e5..1732d963 100644 --- a/加密/5 TLS实验.md +++ b/加密/5 TLS实验.md @@ -1 +1,24 @@ ![](image/2021-06-17-14-34-10.png) + + +# TLS实验 + +> 主要包括两部分实验 +> * TLS协议数据内容 +> * TLS协议交互过程 + + +## TLS1.3数据内容 + + +## TLS1.3协议交互过程 + +### 原理 +握手是为了协商出一个client和server端都认可的一个对称秘钥，典型的秘钥协商算法有两种，RSA和ECDH，简明介绍下这两种算法会让你对这个过程更加清晰。 + + +## TLS1.3协议交互过程 + +### + +## TLS1.3协议交互过程 \ No newline at end of file diff --git a/加密/6 加密算法.md b/加密/6 加密算法.md index 40248cd2..e69de29b 100644 --- a/加密/6 加密算法.md +++ b/加密/6 加密算法.md @@ -1,6 +0,0 @@ - -* 非对称加密算法：RSA，DSA/DSS -* 对称加密算法：AES，RC4，3DES -* HASH算法：MD5，SHA1，SHA256 -* Record协议中的MAC(Message Authentication Code)算法 -* premaster secret、master secret生成算法 \ No newline at end of file diff --git a/加密/image/2021-06-21-00-59-31.png b/加密/image/2021-06-21-00-59-31.png new file mode 100644 index 00000000..388af222 Binary files /dev/null and b/加密/image/2021-06-21-00-59-31.png differ