计算机网络 各版本TLS握手的详细过程
一、SSL 2.0 (1995年，已废弃)
流程：
- ClientHello
- 客户端发送支持的加密套件列表（弱算法如RC4、MD5）。
- ServerHello
- 服务器选择加密套件并发送证书（无服务器密钥交换）。
- 密钥交换
- 客户端用服务器公钥加密预主密钥（PreMasterSecret）发送。
- 完成
- 双方生成主密钥，未验证握手完整性。
缺陷：
- 无扩展支持，易受中间人攻击（MITM）。
- 2011年正式禁用。
二、SSL 3.0 (1996年，已废弃)
改进：
- 引入 Finished消息（验证握手完整性）。
- 支持更多加密算法（如SHA-1）。
握手流程：
缺陷：
- POODLE攻击（2014年）导致全面弃用。
三、TLS 1.0 (1999年)
关键改进：
- 版本号显式声明（
TLS 1.0）。 - 使用HMAC替代MAC，增强完整性。
- 支持动态密钥交换（DHE、ECDHE）。
完整握手流程：
- ClientHello
- 客户端随机数、会话ID、加密套件列表。
- ServerHello
- 服务器随机数、选定套件、会话ID。
- Certificate
- 服务器发送证书链。
- ServerKeyExchange（可选）
- 发送DH/ECDH参数（非RSA时）。
- CertificateRequest（可选）
- 请求客户端证书（双向认证）。
- ServerHelloDone
- ClientKeyExchange
- 客户端发送PreMasterSecret（RSA加密）或DH公钥。
- CertificateVerify（可选）
- 客户端证书签名验证。
- ChangeCipherSpec
- 通知切换加密模式。
- Finished
- 加密的HMAC校验值，验证握手完整性。
- 服务器响应 ChangeCipherSpec + Finished。
四、TLS 1.1 (2006年)
安全增强：
- 引入显式初始化向量（IV）防御CBC攻击。
- 改进对填充错误的处理。
流程变化：
与TLS 1.0基本相同，仅增强安全机制。
五、TLS 1.2 (2008年)
核心改进：
- 密码灵活性
- 支持AEAD模式（如AES-GCM）。
- 可配置PRF（伪随机函数），默认SHA-256。
- 扩展支持
- 支持SNI（Server Name Indication）、ALPN等扩展。
握手流程变化：
Finished消息使用改进的PRF计算。- 支持椭圆曲线加密（ECDSA/ECDHE）。
六、TLS 1.3 (2018年)
革命性简化：
- 握手仅需1-RTT（0-RTT可选）。
- 移除不安全特性（RSA密钥交换、压缩、SHA-1等）。
标准握手（1-RTT）：
步骤详解：
- ClientHello
- 密钥共享：发送DH公钥（如x25519）。
- 支持的密码套件（仅AEAD）。
- ServerHello
- 选择参数并返回DH公钥。
- 双方通过ECDHE计算共享密钥。
- 服务器认证
Certificate+CertificateVerify（签名证明私钥所有权）。
- Finished
- 双方发送加密的Finished消息确认密钥。
0-RTT模式（有限场景）：
- 客户端在ClientHello中附带加密的早期数据（如session token）。
- 风险：重放攻击（需业务层防御）。
被移除的特性：
- 静态RSA密钥交换
- 压缩
- 显式ChangeCipherSpec消息
各版本核心对比
| 特性 | TLS 1.0/1.1 | TLS 1.2 | TLS 1.3 |
|---|---|---|---|
| 握手延迟 | 2-RTT | 2-RTT | 1-RTT (0-RTT可选) |
| 前向保密 | 可选（DHE） | 可选（DHE） | 强制（仅ECDHE） |
| 密钥交换 | RSA/DH | RSA/DH/ECDH | 仅ECDH |
| 加密模式 | CBC常见 | CBC/AEAD | 仅AEAD (AES-GCM等) |
| 签名算法 | RSA/DSA | RSA/ECDSA | EdDSA/ECDSA |
| 安全增强 | 基础防护 | SHA-256支持 | 移除所有已知漏洞机制 |
实践建议
- 禁用旧版本
- 禁用TLS 1.0/1.1（PCI DSS等合规要求）。
- 优先TLS 1.3
- 性能与安全性最佳平衡。
- 谨慎使用0-RTT
- 仅限幂等操作（如GET请求）。
- 证书管理
- 使用ECDSA证书减少开销（TLS 1.3优化）。
可通过Wireshark抓包或openssl s_client -connect命令验证握手过程。例如：
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_3