简介

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简介

基础知识

密码学

单向加密

由明文生成密文简单，由密文恢复明文非常困难。

特点

  1. 不可逆
  2. 数据敏感，输入不同输出不同(除非发生哈希碰撞)

常用算法

MD5、sha256等

应用场景

  1. 数据完整性校验：检验数据是否被篡改

如Miniconda3使用SHA256哈希摘要来验证数据完整性。

image.png
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地址：https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.htmlopen in new window

检验代码：

import hashlib

def digest(path, algorighm="sha256"):
    if algorighm == "sha256":
        m = hashlib.sha256()
    elif algorighm == "md5":
        m = hashlib.md5()
    else:
        raise ValueError("Unsupport hash algorithm!")
    with open(path, "rb") as f:
        data = f.read()
    m.update(data)
    return m.hexdigest()

# 计算
path = "Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh"
digest(path)
  1. 数据库密码存储：将其加密后再存储而不是直接存储明文

对称加密

加密和解密使用同一个密钥

常用算法

DES、3DES、AES等

特点

  1. 加解效率较高
  2. 加解密使用同一密钥

应用场景

用于对效率有要求的实时数据加密通信。比如在使用VPN或者代理进行加密通信时

非对称加密

特点

  1. 加解密效率较低
  2. 使用两个密钥且成对出现，公钥加密可以用私钥解密，私钥加密可以公钥解密

常用算法

RSA、DSA等

应用场景

主要用于秘钥交换、证书等场景

:::info

  1. 公钥加密可保证只有对应私钥持有者能查看
    当我有数据只希望你能看到，不希望被其他人破解，可以用你的公钥加密数据，这样就只有你用你的私钥才能解密查看。

  2. 私钥加密可用作数字签名
    当我需要证明数据是经过我确认的时候，可以用我的私钥对数据进行加密得到签名，他人可以用我的公钥解密进行验证。 :::

证书认证中心(CA)

在使用非对称加密传输数据时，可能会发生中间人攻击。 CA的作用可以保证公钥安全传输到客户端。

HTTPS协议

思路：

  1. 原先的HTTP协议客户端和服务器之间是明文传输的，不够安全，为了提高安全性需要对内容进行加密。

  2. 加密算法选择

    • 单向加密不能恢复明文，不可取
    • 非对称加解密效率太低，而http 的应用场景中通常端与端之间存在大量的交互，非对称加密的效率是无法接受的，故而不可取
    • 对称加密效率较高，但仍存在一些问题，可以在其基础上改进

  3. 对称加密的问题
    一旦密钥泄漏，就没有秘密可言了。即使对密钥再进行对称加密还是有泄漏风险。

  4. 使用非对称加密协商对称加密的密钥
    客户端使用服务器的公钥对密钥加密，即使密文被拦截也破解不了，只有服务器持有对应的私钥能解开。

新的问题出现了：如何保证客户端拿到的公钥就是服务器的公钥，可能会被中间人攻击。如本地请求被劫持（如 DNS 劫持等），所有请求均发送到中间人的服务器。

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  1. 保证公钥安全传输
    客户端选择相信CA机构，客户端也内置了很多CA机构的证书，访问服务器时也会先验证服务器证书的合法性，只有通过CA机构颁发的证书才可以进行下一步数据传输。

证书里包含如下等信息：

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服务器去CA机构申请数字证书，CA机构会验证服务器公钥的合法性，验证通过后颁发数字证书，里面含有CA机构的签名，该签名只能由CA机构的私钥加密生成，中间人无法破解，从而避免了中间人攻击。

  1. 保证数据不被篡改
    对传输的数据进行哈希计算得到摘要，用自己的私钥对摘要进行签名。当别人对数据进行篡改时，由于没有原服务器的私钥，无法进行签名，即使篡改者用自己的私钥签名，在客户端验证时是使用原服务器的公钥验证因此肯定不通过，从而被发现篡改。

SSL/TLS协议

https相当于在http+tls。 TLS协议位于协议栈中的会话层。

参考：https://www.oreilly.com/library/view/high-performance-browser/9781449344757/ch04.htmlopen in new window

TLS Handshake过程：

TLS Record格式：

实战分析

思路：先在Linux机器上通过curl命令发起网络请求，并用tcpdump捕获期间产生的网络包，然后导入到wireshark中进行分析。

参考：https://everything.curl.dev/usingcurl/tls/sslkeylogfileopen in new window

  1. 准备抓包
sudo tcpdump -nn host blog.kevin2li.top and port 443 -w blog.pcap
  1. 发起https网络请求
# 设置`SSLKEYLOGFILE`环境变量
export SSLKEYLOGFILE="$PWD/keylog.log"

# 发起https网络请求
curl https://blog.kevin2li.top
  1. 导入wireshark分析
    1)设置pre master secret.
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2)打开blog.pcap。

image.png
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Client Hello:

image.png
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流量图分析： image.png

参考

  1. OSC开源社区-通俗大白话，彻底弄懂https原理本质 open in new window