RSA Key exchange#

本篇文章, 我们以 TLS_RSA_WITH_AES_253_CBC_SHA256 为例,来学习一种 TLS Key 交换算法.: RSA key 交换算法.

注意, 这种 key 交换算法已经被证明并不安全,因此请在实践中不要使用它,

这里我们只是以此来学习以下相关算法原理.

握手过程#

使用 RSA Key 交换算法的 TLS 握手流程大体如下：

Bash

Client                                      ServerClientHello{CipherSuites: TLS_RSA_...} -->                                        <-- ServerHello{CipherSuite: TLS_RSA_...}                                       <-- Certificate(RSA)                                       <-- ServerHelloDoneClientKeyExchange**                    -->ChangeCipherSpec                       -->EncryptedHandshakeMessage              -->                                       <-- ChangeCipherSpec                                       <-- EncryptedHandshakeMessag

算法解析#

RSA Key 交换算法流程：

1. TLS 服务器端#

当 TLS 握手过程中选择了 RSA key 交换算法。服务器会发送一个 RSA 的证书给客户端。这个证书有两个作用：

用于表示服务器的身份信息，用于身份认证。
用于进行 RSA key 交换

当使用 RSA key 交换算法的时候，通常不需要再额外的发送 ServerKeyExchange 包。

2. TLS 客户端#

客户端收到服务器端的证书之后，进行如下操作：

使用一个安全的随机数生成方法，生成48个字节。
把前两个字节替换为 ClientHello 中所携带的 TLS 版本信息对应的字节。此时，这个 48 字节的随机数就是此次 TLS 会话中要使用的 premaster key.
客户端使用服务器端发送过来的公钥，对这个随机数组进行加密。
加密之后的内容，通过 ClientKeyExchage 发送给服务器端。

3. TLS 服务器端#

当服务器端收到来自客户端的 ClientKeyExchage之后，使用对应的证书的私钥对其中携带的 premaster key 进行解密。

至此，客户端和服务器已经共享了一个相同的 premaster key。 Key 交换就此完成。

为什么不安全?#

因为它不是完全正向保密(Perfect forward secrecy). 参考: https://en.wikipedia.org/wiki/Forward_secrecy

ClientKeyExchange 示例#