6-8 应用层安全协议

SSL/TLS

SSL是传输层安全协议，主要用于实现Web安全通信。HTTPS协议就是在传输层和应用层之间加了一层SSL

SSL最初由NetScape网景公司开发，由于使用广泛，IETF基于SSL 3.0版本，制定了传输层安全标准TLS。

SSL包含记录协议、警告协议和握手协议

记录协议：运行在传输层协议TCP之上，用于封装各种上层协议
握手协议：用于协商参数
警告协议：出现问题发出警告
改变密码协议：用来改变密码

SSL和IPSec都支持：数据保密、身份认证和完整性校验。

(记忆下图，可能挖空填写)

SSL/TLS算法总结

HTTPS和S-HTTP

基于SSL的超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, HTTPS）不是一个单独的协议，而是两个协议的结合，即在加密的安全套接层或传输层安全(SSL/TLS)上进行普通的HTTP交互传输。这种方式提供了一种免于窃听者或中间人攻击的合理保护。即HTTPS = HTTP + SSL/TLS

HTTPS默认端口是443，HTTP默认端口80【缝缝补补】

S-HTTP是安全的超文本传输协议（SecurityHTTP），本质还是HTTP，基本语法与HTTP一样，只是报文头有所区别，进行了数据加密。【另起炉灶】

HTTPS协议栈与工作过程

HTTPS的基本工作原理如图4-2所示，根据题目说明，写出①-③处的密钥名称

【参考答案】

①公钥：此处服务器返回的证书为公钥证书，该证书是CA用自己私钥对服务端公钥进行签名。客户端收到证书后，使用CA私钥进行验签
②服务器的公钥：客户端用证书中的服务器公钥加密随机数
③服务器的私钥：服务端用自己私钥解密，得到该随机数
④会话(对称/共享)：服务端利用该随机数，用协商好的算法(一般是非对称如DH算法，非对称密码算法用来生成、交换秘钥)生成会话秘钥，生成的秘钥一般都是对称密码算法的秘钥
⑤会话(对称/共享)：后续使用协商好的会话秘钥加密数据并传输

例题

例题1

解析：加密http消息肯定是对称加密，这个对称密钥（即会话密钥）是通过公钥算法完成交换的。证书被撤销，客户端无法信任服务器，会弹出不安全的提示，加密消息可能被第三方解密

例题2

解析：

SSL协议安全机制包含：身份认证、数据加密、消息完整性验证
非对称密钥算法用于密钥交换：在握手阶段，客户端和服务器通过公钥加密方式安全地交换会话密钥。对称密钥算法用于数据加密：握手完成后，客户端和服务器使用协商好的对称密钥对传输的数据进行加密，确保数据的机密性和高效性。【简答来说：非对称用来交换会话密钥，对称用来加密数据】

SET和PGP

SET

安全电子交易（Secure Electronic Transaction,SET）主要是为了解决用户、商家和银行之间通过信用卡支付的交易而设计的，以保证支付信息的机密、支付过程的完整、商户及持卡人的合法身份以及可操作性。

SET协议使用密码学技术来保障交易安全，默认使用的对称加密算法是DES，公钥密码算法是RSA，散列函数是SHA。

PGP

PGP（Pretty Good Privacy）是一个完整的电子邮件安全软件包（应用层），PGP提供数据加密和数字签名两种服务。采用RSA公钥证书进行身份验证，使用IDEA进行数据加密，使用MD5进行数据完整性验证。

S/MIME

传统的SMTP采用ASCII编码，属于纯文本，不支持语音、视频数据，后来引入了MIME，引入后支持语音、视频数据

安全多用途互联网邮件扩展协议（Security/Multipurpose Internet Mail Extensions,S/MIME）提供电子邮件安全服务。

S/MIME采用MD5生成数字指纹，利用RSA进行数字签名，并采用3DES加密数字签名。

不要混淆MIME和S/MIME，MIME不具备安全功能。

SET、PGP、S/MIME对比

功能/协议	SET协议	PGP（Pretty Good Privacy）	S/MIME（Security/Multipurpose Internet Mail Extensions）
应用目的	主要用于保障电子商务交易的安全性，确保支付信息的保密性和完整性。	一个完整的电子邮件安全软件包，提供数据加密和数字签名服务，确保邮件内容的隐私和真实性。	安全多用途互联网邮件扩展协议（Security/Multipurpose Internet Mail Extensions,S/MIME）提供电子邮件安全服务。
对称加密算法	DES（Data Encryption Standard），一种对称密钥算法，默认情况下使用。	IDEA（International Data Encryption Algorithm），用于加密消息体，提供比传统DES更高的安全性。	3DES
公钥密码算法	RSA（Rivest-Shamir-Adleman），用于实现数字签名和密钥交换过程中的身份验证。	RSA，主要用于公钥证书的身份验证；在一些更新版本中也可能支持其他算法如DSA。	RSA（Rivest-Shamir-Adleman）
散列函数	SHA（Secure Hash Algorithm）	MD5（Message-Digest Algorithm 5）	MD5（Message-Digest Algorithm 5）

Kerberos

Kerberos是用于进行身份认证的安全协议，Kerberos包含密钥分发中心(KDC)、认证服务器(AS)、票据分发服务器(TGS)和应用服务器等几大组件，其中密钥分发中心KDC包含认证服务器AS和票据分发服务器TGS，具有分发票据/凭证（Ticket）的功能。

获取初始许可凭证：用户先到KDC中的认证服务器（AS）进行身份认证，如果通过则获得初始许可凭证。
获取访问权限凭证：接着向授权服务器（TGS）请求访问凭据，获取相应的访问权限凭证。
向应用服务器递交访问权限凭据，获取资源访问。

PKI与kerberos体系对比

注意不要混淆，错误选项经常张冠李戴

例题

例题1

例题2

解析：

A：KDC只包含AS（认证服务器）和TGS（授权服务器）
B：加密消息肯定使用的是对称加密算法
C：在KDC中，用户和认证服务器是有长期共享密钥的。

例题3

解析：在Kerberos系统中，用户首先向认证服务器（AS）申请初始票据，然后再向票据授权服务器（TGS）请求服务器凭证

例题4

解析：

Kerberos和PKI体系不要混淆，公钥基础设施和CA属于PKI体系，故B、C和D选项错误。
Kerberos那叫AS不叫CA

例题5

解析：SSL包含：握手协议（Handshake protocol）、记录协议（Record protocol）、告警协议（Alert protocol）。其中握手协议用于产生会话状态的密码参数，协商加密算法即秘钥等

例题6

解析：

目前常用的密钥分配方式是设立密钥分配中心KDC，KDC是大家都信任的机构，其任务就是给需要进行秘密通信的用户临时分配一个会话密钥。目前用得最多的密钥分配协议是Kerberos
Kerberos使用两个服务器：鉴别服务器AS和票据授权服务器TGS。在Kerberos认证系统中，用户首先向认证服务器申请初始票据，然后票据授权服务器(TGS)获得会话票据。
CA不属于Kerberos体系，属于PKI公钥基础设施，故B选项错误。
KDC包括认证服务器AS和授权服务器TGS，其中AS用来做用户身份认证，保存着所有用户的账号和密码