SSL 和 TLS 协议介绍

互联网的通信安全，建立在 SSL/TLS 协议之上。上一篇我们讲的 HTTPS 通信，其实也是基于 SSL/TLS 协议的，本文简单介绍下 SSL 协议。

文章的重点是设计思想和运行过程，不涉及具体的实现细节。如果想了解这方面的内容，请参阅 RFC 文档 (opens new window)。

SSL 协议出现之前

不使用 SSL/TLS 的 HTTP 通信，就是不加密的通信。所有信息明文传播，带来了三大风险。

（1） 窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。

（2） 篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。

（3） 冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL/TLS 协议是为了解决这三大风险而设计的，希望达到：

（1） 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。

（2） 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。

（3） 配备身份证书，防止身份被冒充。

互联网是开放环境，通信双方都是未知身份，这为协议的设计带来了很大的难度。而且，协议还必须能够经受所有匪夷所思的攻击，这使得 SSL/TLS 协议变得异常复杂。

SSL 的历史

互联网加密通信协议的历史，几乎与互联网一样长。

• 1994 年，NetScape 公司设计了 SSL 协议（Secure Sockets Layer，译作安全套接层）的 1.0 版，但未发布
• 1995 年，NetScape 公司发布 SSL 2.0 版，很快发现有严重漏洞。
• 1996 年，SSL 3.0 版问世，得到大规模应用。
• 1999 年，互联网标准化组织 ISOC 接替 NetScape 公司，发布了 SSL 的升级版 TLS 1.0 版。TLS 全称 Transport Layer Security，译作传输层安全。
• 2006 年和 2008 年，TLS 进行了两次升级，分别为 TLS 1.1 版和 TLS 1.2 版。

目前，应用最广泛的是 TLS 1.2，主流浏览器都已经实现了 TLS 1.2 的支持。

目前业内也有以下叫法：

• TLS 1.0 为 SSL 3.1 版本
• TLS 1.1 为 SSL 3.2 版本
• TLS 1.2 为 SSL 3.3 版本

SSL 的基本运行过程

SSL/TLS 协议的基本思路是采用之前我们提到的公钥加密法，也就是说，客户端先向服务器端索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。

并且，由于公钥加密算法慢，因此通常会在每次对话中（也叫 session），客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"（session key），用它来加密信息。由于"对话密钥"是对称加密，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少了加密运算的消耗时间。

因此，SSL/TLS 协议的基本过程是这样的：

（1） 客户端向服务器端索要并验证公钥。

（2） 双方协商生成"对话密钥"。

（3） 双方采用"对话密钥"进行加密通信。

上面过程的前两步，又称为"握手阶段"（handshake）。

握手阶段详解

"握手阶段"涉及四次通信，我们一个个来看。需要注意的是，"握手阶段"的所有通信都是明文的。