Giao thức bảo mật SSL

Giao thức bảo mật SSL

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA TRUNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỀ ÁN THIẾT BỊ MẠNG VÀ QUẢN TRỊ MẠNG

Đề tài:Giao thức bảo mật SSL

GVHD:Huỳnh Quốc BảoNhóm 1

MỤC LỤC

I - Lịch sử phát triển của giao thức SSL & TLS: 2

II - Cấu trúc của giao thức SSL: 3

III - SSL Record Protocol : 8

IV - SSL Handshake Protocol: 11

V - Các thuật toán mã hoá dùng trong SSL: 14

1.Các bộ mã hoá sử dụng thuật toán trao đổi khoá RSA: 2.SSL handshake: VI - Phân tích bảo mật: 17

CÁC GIAO THỨC BẢO MẬT SSL VÀ TLS

I - Lịch sử phát triển của giao thức SSL & TLS:

Như chúng ta đã biết có hai giao thức bảo mật quan trọng lớp vận chuyển (Layer Transport)

có tầm quan trọng cao nhất đối với sự bảo mật của các trình ứng dụng trên Web: đó là hai giao thức SSL và TLS.

Việc kết nối giữa một Web browser tới bất kỳ điểm nào trên mạng Internet đi qua rất nhiều các hệ thống độc lập mà không có bất kỳ sự bảo vệ nào với các thông tin trên đường truyền Không một ai kể cả người sử dụng lẫn Web server có bất kỳ sự kiểm soát nào đối với đường đi của dữ liệu hay có thể kiểm soát được liệu có ai đó thâm nhập vào thông tin trên đường truyền Để bảo vệ những thông tin mật trên mạng Internet hay bất kỳ mạng TCP/IP nào, SSL

đã kết hợp những yếu tố sau để thiết lập được một giao dịch an toàn:

• Xác thực: đảm bảo tính xác thực của trang mà bạn sẽ làm việc ở đầu kia

của kết nối Cũng như vậy, các trang Web cũng cần phải kiểm tra tính xác thực của người sử dụng.

• Mã hoá: đảm bảo thông tin không thể bị truy cập bởi đối tượng thứ ba Để

loại trừ việc nghe trộm những thông tin “ nhạy cảm” khi nó được truyền qua Internet,

dữ liệu phải được mã hoá để không thể bị đọc được bởi những người khác ngoài người gửi và người nhận.

• Toàn vẹn dữ liệu: đảm bảo thông tin không bị sai lệch và nó phải thể hiện

chính xác thông tin gốc gửi đến.

browser và dòng “http” trong hộp nhập địa chỉ URL sẽ đổi thành “https” Một phiên giao dịch HTTPS sử dụng cổng 443 thay vì sử dụng cổng 80 như dùng cho HTTP.

Nói chung, có một số khả năng để bảo vệ bằng mật mã lưu lượng dữ liệu HTTP Ví dụ, vào những năm 1990, tập đoàn CommerceNet đã đề xuất S-HTTP mà về cơ bản là một cải tiến bảo mật của HTTP Một phần thực thi của S-HTTP đã làm cho có sẵn công cộng trong một phiên bản được chỉnh sửa của trình duyệt Mosaic NCSA mà những người dùng phải mua (trái với trình duyệt Mo NCSA "chuẩn" có sẵn công cộng và miễn phí trên Internet).

Tuy nhiên, cùng thời điểm Netscape Communication đã giới thiệu SSL và một giao thức tương ứng với phiên bản đầu tiên của Netscape Navigator, Trái với tập đoàn CommerceNet,

Netscape Communications đã không tính phí các khách hàng của nó về việc thực thi giao thức bảo mật của nó Kết quả, SSL trở thành giao thức nổi bật để cung cấp các dịch vụ bảo mật cho lưu lượng dữ liệu HTTP 1994 và S-HTTP lặng lẽ biến mất.

Cho đến bây giờ, có ba phiên bản của SSL:

1 SSL 1.0: được sử dụng nội bộ chỉ bởi Netscape Communications Nó chứa một số khiếm khuyết nghiêm trọng và không bao giờ được tung ra bên ngoài.

2 SSL 2.0: được kết nhập vào Netscape Communications 1.0 đến 2.x Nó có một số điểm yếu liên quan đến sự hiện thân cụ thể của cuộc tấn công của đối tượng trung gian Trong một nỗ lực nhằm dùng sự không chắc chắn của công chúng về bảo mật của SSL, Microsoft cũng đã giới thiệu giao thức PCT (Private Communication Technology) cạnh tranh trong lần tung ra Internet Explorer đầu tiên của nó vào năm 1996.

3 Netscape Communications đã phản ứng lại sự thách thức PCT của Microsoft bằng cách giới thiệu SSL 3.0 vốn giải quyết các vấn đề trong SSL 2.0 và thêm một số tính năng mới Vào thời điểm này, Microsoft nhượng bộ và đồng ý hỗ trợ SSL trong tất cả các phiên bản phần mềm dựa vào TCP/IP của nó (mặc dù phiên bản riêng của nó vẫn hỗ trợ PCT cho sự tương thích ngược).

Thông số kỹ thuật mới nhất của SSL 3.0 đã được tung ra chính thức vào tháng 3 năm 1996

Nó được thực thi trong tất cả các trình duyệt chính bao gồm ví dụ Microsoft Internet Explorer 3.0 (và các phiên bản cao hơn), Netscape Navigator 3.0 (và các phiên bản cao hơn), và Open Như được thảo luận ở phần sau trong chương này, SSL 3.0 đã được điều chỉnh bởi IETF TLS

WG Thực tế, thông số kỹ thuật giao thức TLS 1.0 dẫn xuất từ SSL 3.0.

II - Cấu trúc của giao thức SSL:

chuyển (Transport layer) nói chung và giao thức SSL nói riêng là chúng độc lập với ứng dụng theo nghĩa là chúng có thể được sử dụng để bảo vệ bất kỳ giao thức ứng dụng được xếp lớp lên trên TCP một cách trong suốt Hình 1.1 minh họa một số giao thức ứng dụng điển hình bao gồm NSIIOP, HTTP, FTP, Telnet, IMAP, IRC, và POP3 Tất cả chúng có thể được bảo vệ bằng cách xếp lớn chúng lên trên SSL (mẫu tự S được thêm vào trong các từ ghép giao thức tương ứng chỉ định việc sử dụng SSL) Tuy nhiên, chú ý rằng SSL có một định hướng client-server mạnh

mẽ và thật sự không đáp ứng các yêu cầu của các giao thức ứng dụng ngang hàng.

hình 1.1: Cấu trúc của SSL và giao thức SSL

SSL được thiết kế như là một giao thức riêng cho vấn đề bảo mật có thể hỗ trợ cho rất nhiều ứng dụng Giao thức SSL hoạt động bên trên TCP/IP và bên dưới các giao thức ứng dụng tầng cao hơn như là HTTP (Hyper Text Transport Protocol), IMAP ( Internet Messaging Access Protocol) và FTP (File Transport Protocol) Trong khi SSL có thể sử dụng để hỗ trợ các giao dịch an toàn cho rất nhiều ứng dụng khác nhau trên Internet, thì hiện nay SSL được sử dụng chính cho các giao dịch trên Web.

SSL không phải là một giao thức đơn lẻ, mà là một tập các thủ tục đã được chuẩn hoá để thực hiện các nhiệm vụ bảo mật sau:

• Xác thực server: Cho phép người sử dụng xác thực được server muốn kết nối Lúc

này, phía browser sử dụng các kỹ thuật mã hoá công khai để chắc chắn rằng certificate

và public ID của server là có giá trị và được cấp phát bởi một CA (certificate authority) trong danh sách các CA đáng tin cậy của client Điều này rất quan trọng đối với người

authority) trong danh sách các CA đáng tin cậy của server không Điều này rất quan trọng đối với các nhà cung cấp Ví dụ như khi một ngân hàng định gửi các thông tin tài chính mang tính bảo mật tới khách hàng thì họ rất muốn kiểm tra định danh của người nhận.

• Mã hoá kết nối: Tất cả các thông tin trao đổi giữa client và server được mã hoá trên

đường truyền nhằm nâng cao khả năng bảo mật Điều này rất quan trọng đối với cả hai bên khi có các giao dịch mang tính riêng tư Ngoài ra, tất cả các dữ liệu được gửi đi trên một kết nối SSL đã được mã hoá còn được bảo vệ nhờ cơ chế tự động phát hiện các xáo trộn, thay đổi trong dữ liệu ( đó là các thuật toán băm – hash algorithm).

Giao thức SSL bao gồm 2 giao thức con: giao thức SSL record và giao thức SSL handshake Giao thức SSL record xác định các định dạng dùng để truyền dữ liệu Giao thức SSL handshake (gọi là giao thức bắt tay) sẽ sử dụng SSL record protocol để trao đổi một số thông tin giữa server và client vào lấn đầu tiên thiết lập kết nối SSL.

Tóm lại, giao thức SSL cung cấp sự bảo mật truyền thông vốn có ba đặc tính cơ bản:

1 Các bên giao tiếp (nghĩa là client và server) có thể xác thực nhau bằng cách sử dụng mật

Để sử dụng sự bảo vệ SSL, cả client lẫn server phải biết rằng phía bên kia đang sử dụng SSL Nói chung, có ba khả năng để giải quyết vấn đề này:

1 Sử dụng các số cổng chuyên dụng được dành riêng bởi Internet Asigned Numbers

Authority (IANA) Trong trường hợp này, một số cổng riêng biệt phải được gán cho mọi giao thức ứng dụng vốn sử dụng SSL.

hạn như SSL trong suốt giai đoạn thiết lập nối kết TCP thông thường.

Sự thương lượng dành riêng cho ứng dụng của các tùy chọn bảo mật (nghĩa là khả năng thứ hai) có khuyết điểm là đòi hỏi mọi giao thức ứng dụng được chỉnh sửa để hiểu tiến trình thương lượng Ngoài ra, việc xác định một tùy chọn TCP (nghĩa là khả năng thứ ba) là một giải pháp tốt, nhưng đó không được thảo luận nghiêm túc cho đến bây giờ Thực tế, các số cổng riêng biệt đã được dành riêng và được gán bởi IANA cho mọi giao thức ứng dụng vốn có thể chạy trên SSL hoặc TLS (nghĩa là khả năng thứ nhất) Tuy nhiên, hãy chú ý việc sử dụng các số cổng riêng biệt cũng có khuyết điểm là đòi hỏi hai nối kết TCP nếu client không biết những gì mà server hỗ trợ Trước tiên, client phải nối kết với cổng an toàn và sau đó với cổng không an toàn hay ngược lại Rất có thể các giao thức sau này sẽ hủy bỏ phương pháp này và tìm khả năng thứ hai Ví dụ, SALS (Simple Authentication và Security Layer) xác định một phù hợp để thêm sự hỗ trợ xác thực vào các giao thức ứng dụng dựa vào kết nối Theo thông số kỹ thuật SALS, việc sử dụng các cơ chế xác thực có thể thương lượng giữa client và server của một giao thức ứng dụng đã cho.

Các số cổng được gán bởi IANA cho các giao thức ứng dụng vốn chạy trên SSL/TLS được tóm tắt trong bảng 1.2 và được minh họa một phần trong hình 1.1 Ngày nay, "S" chỉ định việc

sử dụng SSL được thêm (hậu tố) nhất quán vào các từ ghép của các giao thức ứng dụng tương ứng (trong một số thuật ngữ ban đầu, S được sử dụng và được thêm tiền tố một cách không nhất quán và một số từ ghép).

Bảng1.2: Các số cổng được gán cho các giao thức ứng dụng chạy trên TLS/SSL.

Từ khóa Cổn g Mô tả

Nsiiop 261 Dịch vụ tên IIOP trên

Ftps-Ftps 990 FTP (Điều khiển) trên

TLS/SSL

Nói chung, một session SSL có trạng thái và giao thức SSL phải khởi tạo và duy trì thông tin trạng thái ở một trong hai phía của session Các phần tử thông tin trạng thái session tương ứng bao gồm một session ID, một chứng nhận ngang hàng, một phương pháp nén, một thông

số mật mã, một khóa mật chính và một cờ vốn chỉ định việc session có thể tiếp tục lại hay không, được tóm tắt trong bảng 1.3 Một session SSL có thể được sử dụng trong một số kết nối

và các thành phần thông tin trạng thái nối kết tương ứng được tóm tắt trong bảng 1.4 Chúng bao gồm các tham số mật mã, chẳng hạn như các chuỗi byte ngẫu nhiên server và client, các khóa mật MAC ghi server và client, các khóa ghi server và client, một vector khởi tạo và một

số chuỗi Ở trong hai trường hợp, điều quan trọng cần lưu ý là các phía giao tiếp phải sử dụng nhiều session SSL đồng thời và các session có nhiều nối kết đồng thời.

Bảng 1.3 Các thành phần thông tin trạng thái Session SSL

Thành Phần Mô tả

Session ID Định danh được chọn bởi server để nhận

dạng một trạng thái session hoạt động hoặc

có thể tiếp tục lại.

Peer certificate Chứng nhân X.509 phiên bản 3 của thực thể

ngang hàng.

Compression method Thuật toán dừng để nén dữ liệu trước khi mã hóa

Cipher spec Thông số của các thuật toán mã hóa dữ liệu

và MAC

Master secret Khóa mật 48-byte được chia sẻ giữa client và

server.

Is resumable Cờ vốn biểu thị session có thể được sử dụng

để bắt đầu các nối kết mới hay không.

Bảng 1.4 Các thành phần thông tin trạng thái nối kết SSL

Thành Phần Mô tả

Ngẫu nhiên server và client

Các chuỗi byte được chọn bởi server và client cho mỗi nối kết.

Khóa mật MAC ghi server Khóa mật được sử dụng cho các hoạt động MAC trên dữ liệu được ghi bởi server.

Khóa mật MAC Khóa mật được sử dụng cho các hoạt động

vector trong chế độ CBC Trường này được khởi tạo

đầu tiên bởi SSL Handshake Player Sau đó, khối text mật mã sau cùng từ mỗi bản ghi được dành riêng để sử dụng vởi bản ghi sau đó.

Số chuỗi Mỗi phía duy trì các số chuỗi riêng biệt cho

các thông báo được truyền và được nhận cho mỗi nối kết.

Như được minh họa trong hình 1.1, giao thức SSL gồm hai phần chính, SSL Record Protocol

và một số giao thức con SSL được xếp lớp trên nó:

- Record OK được xếp lớp trên một dịch vụ lớp vận chuyển định hướng nối kết và đáng tin cậy, chẳng hạn như được cung cấp bởi TCP và cung cấp sự xác thực nguồn gốc thông báo, sự bí mật dữ liệu và dữ liệu.

- Các dịch vụ toàn vẹn (bao gồm nhưng thứ như chống xem lại).

- Các giao thức con SSL được xếp lớp trên SSL Record Protocol để cung cấp sự hỗ trợ cho việc quản lý session SSL và thiết lập nối kết.

Giao thức con SSL quan trọng nhất là SSL Handshake Protocol Lần lượt giao thức này là một giao thức xác thực và trao đổi khóa vốn có thể được sử dụng để thương lượng, khởi tạo

và đồng bộ hóa các tham số bảo mật và thông tin trạng thái tương ứng được đặt ở một trong hai điểm cuối của một session hoặc nối kết SSL.

Sau khi SSL Handshake Protocol đã hoàn tất, dữ liệu ứng dụng có thể được gửi và được nhận bằng cách sử dụng SSL Record Protocol và các tham số bảo mật được thương lượng và các thành phần thông tin trạng thái.

III - SSL Record Protocol:

SSL Record Protocol nhận dữ liệu từ các giao thức con SSL lớp cao hơn và xử lý việc phân đoạn, nén, xác thực và mã hóa dữ liệu Chính xác hơn, giao thức này lấy một khối dữ liệu có kích cỡ tùy ý làm dữ liệu nhập và tọa một loạt các đoạn dữ liệu SSL làm dữ liệu xuất (hoặc còn được gọi là các bản ghi) nhỏ hơn hoặc bằng 16,383 byte.

hình 1.5: Các bước SSL Record Protocol.

Các bước khác nhau của SSL Record Protocol vốn đi từ một đoạn dữ liệu thô đến một bản ghi SSL Plaintext (bước phân đoạn), SSL Compressed (bước nén) và SSL Ciphertext (bước mã hóa) được minh họa trong hình 1.5 Sau cùng, mỗi bản ghi SSL chứa các trường thông tin sau đây:

- Loại nội dung;

- Số phiên bản của giao thức;

- Chiều dài;

- Tải trọng dữ liệu (được nén và được mã hóa tùy ý);

Mỗi tải trọng dữ liệu bản ghi SSL được nén và được mã hóa theo phương thức nén hiện hành và thông số mật mã được xác định cho session SSL

Lúc bắt đầu mỗi session SSL, phương pháp nén và thông số mật mã thường được xác định

là rỗng Cả hai được xác lập trong suốt quá trình thực thi ban đầu SSL Handshake Protocol Sau cùng, MAC được thêm vào mỗi bản ghi SSL Nó cung cấp các dịch vụ xác thực nguồn gốc thông báo và tính toàn vẹn dữ liệu Tương tự như thuật toán mã hóa, thuật toán vốn được sử dụng để tính và xác nhận MAC được xác định trong thông số mật mã của trạng thái session hiện hành Theo mặc định, SSL Record Protocol sử dụng một cấu trúc MAC vốn tương tự nhưng vẫn khác với cấu trúc HMAC hơn Có ba điểm khác biệt chính giữa cấu trúc SSL MAC và cấu trúc HMAC:

1 Cấu trúc SSL MAC có một số chuỗi trong thông báo trước khi hash để ngăn các hình thức tấn công xem lại riêng biệt.

2 Cấu trúc SSL MAC có chiều dài bản ghi.

3 Cấu trúc SSL MAC sử dụng các toán tử ghép, trong khi cấu trúc MAC sử dụng moduloe cộng 2.

Tất cả những điểm khác biệt này hiện hữu chủ yếu vì cấu trúc SSL MAC được sử dụng trước cấu trúc HMAC trong hầu như tất cả thông số kỹ thuật giao thức bảo mật Internet Cấu trúc HMAC cũng được sử dụng cho thông số kỹ thuật giao thức TLS gần đây hơn.

Như được minh họa trong hình 1.5, một số giao thức con SSL được xếp lớp trên SSL Record Protocol Mỗi giao thức con có thể tham chiếu đến các loại thông báo cụ thể vốn được gửi bằng cách sử dụng SSL Record Protocol Thông số kỹ thuật SSL 3.0 xác định ba giao thức SSL sau đây:

SSL Handshake Protocol là giao thức con SSL chính được sử dụng để hỗ trợ xác thực client

và server và để trao đổi một khóa session Do đó SSL Handshake Protocol trình bày tổng quan

và được thảo luận trong phần tiếp theo.

Sau cùng, SSL ChangeCipherSpec Protocol được sử dụng để thay đổi giữa một thông số mật

IV - SSL Handshake Protocol:

SSL Handshake Protocol là giao thức con SSL chính được xếp lớp trên SSL Record Protocol Kết quả, các thông báo thiết lập quan hệ SSL được cung cấp cho lớp bản ghi SSL nơi chúng được bao bọc trong một hoặc nhiều bản ghi SSL vốn được xử lý và được chuyển như được xác định bởi phương pháp nén và thông số mật mã của session SSL hiện hành và các khóa mật mã của nối kết SSL tương ứng Mục đích của SSL Handshake Protocol là yêu cầu một client và server thiết lập và duy trì thông tin trạng thái vốn được sử dụng để bảo vệ các cuộc liên lạc Cụ thể hơn, giao thức phải yêu cầu client và server chấp thuận một phiên bản giao thức SSL chung, chọn phương thức nén và thông số mật mã, tùy ý xác thực nhau và tạo một khóa mật chính

mà từ đó các khóa session khác nhau dành cho việc xác thực và mã hóa thông báo có thể được dẫn xuất từ đó.

Tóm lại, việc thực thi SSL Handshake Protocol giữa một client C và một server S có thể được tóm tắt như sau (các thông báo được đặt trong các dấu ngoặc vuông thì tùy ý):

CLIENTHELLO nhằm phản hồi lại một thông báo HELLOREQUEST hoặc chủ động thương lượng lại các tham số bảo mật của một nối kết hiện có Thông báo CLIENTHELLO bao gồm các trường sau đây:

- Số của phiên bản SSL cao nhất được biểu hiện bởi client (thường là 3.0).

- Một cấu trúc ngẫu nhiên do client tạo ra gồm một tem thời gian 32 bit có dạng UNIX chuẩn

và một giá trị 28 byte được tạo ra bởi một bộ tạo số giả ngẫu nhiên.

- Một định danh session mà client muốn sử dụng cho nối kết này.

chú ý rằng danh sách các bộ mật mã được hỗ trợ, được chuyển từ client đến server trong thông báo CLIENTHELLO, chứa các tổ hợp thuật toán mật mã được hỗ trợ bởi client theo thứ

tự ưu tiêm Mỗi bộ mật mã xác định một thuật toán trao đổi khóa và một thông báo mật mã Server sẽ chọn một bộ mật mã hoặc nếu các lựa chọn có thể chấp nhận được không được trình bầy, trả về một thông báo lỗi và đóng nối kết một cách phù hợp Sau khi đã gởi thông báo CLIENTHELLO, client đợi một thông báo SERVERHELLO Bất kỳ thông báo khác được trả

về bởi server ngoại trừ một thông báo HELLOREQUEST được xem như là một lỗi vào thời điểm này.

Ở bước 2, server xử lý thông báo CLIENTHELLO và đáp ứng bằng một thông báo lỗi hoặc thông báo SERVERHELLO Tương tự như thông báo CLIENTHELLO, thông báo SERVERHELLO

có các trường sau đây:

- Một số phiên bản server chứa phiên bản thấp hơn của phiên bản được đề nghị bởi client trong thông báo CLIENTHELLO và được hỗ trợ cao nhất bởi Server.

- Một cấu trúc ngẫu nhiên do server tạo ra cũng gồm một tem thời gian 32bit có dạng UNIX chuẩn và một giá trị 28bit được tạo ra bởi một bộ tạo số ngẫu nhiên.

- Một định danh session tương ứng với nối kết này.

- Một bộ mật mã được chọn từ bởi server từ danh sách các bộ mật mã được hỗ trợ bởi client.

- Một phương pháp nén được chọn bởi server từ danh sách các thuật toán nén được hỗ trợ bởi client.

Nếu định danh session trong thông báo CLIENTHELLO không rỗng, server tìm trong cache session của nó nhằm tìm ra một mục tương hợp Nếu mục tương hợp được tìm thấy và server muốn thiết lập nối kết mới bằng cách sử dụng trạng thái session tương ứng, server đáp ứng bằng cùng một giá trị như được cung cấp bởi client Chỉ địn này là một session được tiếp tục lại và xác định rằng cả hai phía phải tiến hành trực tiếp với các thông báo

CHANGECIPHERSPEC và FINISHED được trình bày thêm bên dưới Nếu không, trường này chứa một giá trị khác nhận biết một session mới Server cũng có thể trả về một trường định danh session rỗng để biểu thị rằng session sẽ không được lưu trữ và do đó không thể được tiếp tục sau đó Cũng chú ý rằng trong thông báo SERVERHELLO, server chọn một bộ mật mã

và một phương pháp nén từ các danh sách được cung cấp bởi client trong thông báo

CLIENTHELLO Các thuật toán trao đổi khóa, xác thực, mã hóa và xác thực thông báo được xác định bởi bộ mã được chọn bởi server và được làm lộ ra trong thông báo SERVERHELLO Các bộ mật mã vốn đã được xác định trong giao thức SSL về cơ bản giống như bộ mật mã đã xác định cho TLS (như được tóm tắt ở các bản 1.4 đến 1.7 trong những bài viết trước).

Ngoài thông báo SERVERHELLO, server cũng phải gởi các thông báo khác đến client Ví dụ, nếu server sử dụng sự xác thức dựa vào chứng nhân, server gởi chứng nhận site của nó đến client trong một thông báo CERTIFICATE tương ứng Chứng nhận phải thích hợp cho thuật toán trao đổi khóa của bộ mật mã được chọn và thường là một chứng nhận X.509v3 Cùng

CA gốc (vốn sẽ được chấp nhận bởi client).

Tiếp theo, server có thể gởi một thông báo SERVERKEYEXCHANGE đến client nếu nó không có chứng nhận, một chứng nhận vốn có thể được sử dụng chỉ để xác nhận các chữ ký kỹ thuật số hoặc sử dụng thuật toán trao đổi khóa dựa vào token FORITEZZA (KEA) Rõ ràng, thông báo này không được yêu cầu nếu chứng nhận site gồm một khóa chung RSA vốn có thể được sử dụng trong việc mã hóa Ngoài ra, một server không nặc danh có thể tùy ý yêu cầu một chứng nhận cá nhân để xác thực client Do đó, nó gởi một thông báo CERTIFICATERequest đến client Thông báo này chứa một danh sách các loại chứng nhận được yêu cầu, được phân loại theo thứ tự ưu tiên của server cũng như một danh sách các tên được phân biệt cho các CA có thể chấp nhận Ở cuối bước 2, server gởi một thông báo SERVERHELLODone đến client để chỉ định sự kết thúc SERVERHELLO và các thông báo đi kèm.

Sau khi nhận SERVERHELLO và các thông báo đi kèm, client xác nhận rằng chứng nhận site server (nếu được cung cấp) là hợp lệ và kiểm tra nhằm bảo đảm rằng các thông số bảo mật được cung cấp trong thông báo SERVERHELLO có thể được chấp nhận Nếu server yêu cầu sự xác thực client, client gởi một thông báo CERTIFICATE vốn chứa một chứng nhận cá nhân cho khóa chung của người dùng đến server ở bước 3 Tiếp theo, client gởi một thông báo

CLIENTKEYEXCHANGE có dạng phụ thuộc vào thuật toán cho mỗi khóa được chọn bởi server:

- Nếu RSA được sử dụng cho việc xác thực server và trao đổi khóa, client tạo một khóa mật tiền chính 48 byte, mã hóa nó bằng khóa chung được tìm thấy trong chứng nhận site hoặc khóa RSA tạm thời từ thông báo SERVERKEYEXCHANGE và gởi kết quả trở về server trong thông báo CLIENTKEYEXCHANGE Lần lượt server sử dụng khóa riêng tương ứng để giải mã khóa mật chính.

- Nếu các token FORTEZZA được sử dụng để trao đổi khóa, client dẫn xuất một khóa mã hóa token (TEK) bằng cách sử dụng KEA Phép tình KEA cảu client sử dụng khóa chung từ chứng nhận server cùng với một số tham số riêng trong token của client Client gởi các tham số chung cần thiết cho server để cũng tạo TEK, sử dụng các tham sô riêng của nó Nó tạo một khóa mật chính, bao bọc nó bằng cách sử dụng TEK và gởi kết quả cùng với một số vector khởi tạo đến server như là một phần của thông báo CLIENTKEYEXCHANGE Lần lượt, server

có thể giải mã khóa mật chính một cách thích hợp Thuật toán trao đổi khóa này không được

sử dụng rộng rãi.

Nếu sự xác thực client được yêu cầu, client cũng gởi một thông báo CERTIFICATEVERIFY đến server Thông báo này được sử dụng để cung cấp sự xác thực rõ ràng định danh của người dùng dựa vào chứng nhận các nhân Nó chỉ được gởi theo sau một chứng chỉ client vốn có khả năng tạo chữ ký (tất cả chứng nhận ngoại trừ các chứng nhận chứa các tham số DiffeHallman

cố định) Sau cùng, client hoàn tất bước 3 bằng cách gởi một thông báo CHANGECIPHERSPEC

và một thông báo FINISHED tương ứng đến server Thông báo FINISHED luôn được gởi ngay

bằng việc cũng yêu cầu server gởi một thông báo CHANGECIPHERSPEC và một thông báo FINISHED tương ứng đến client ở bước 4

Sau khi sự thiết lập SSL hoàn tất, một nối kết an toàn được thiết lập giữa client và server Nối kết này bây giờ có thể được sử dụng để gởi dữ liệu ứng dụng vốn được bao bọc bởi SSL

Record Protocol Chính xác hơn, dữ liệu ứng dụng có thể được phân đoạn, được nén, hoặc được mã hóa và đước xác thực theo SSL Record Protocol cũng như thông tin trạng thái

session và nối kết vốn bây giờ được thiết lập (tùy thuộc việc thực thi SSL Handshake Protocol) SSL Handshake Protocol có thể được rutst ngắn nếu client và server quyết định tiếp tục lại một session SSL được thiết lập trước đó (và vẫn được lưu trữ) hoặc lặp lại một session SSL hiện có Trong trường hợp này, chỉ ba dòng thông báo và tổng cộng sáu thông báo được yêu cầu Các dòng thông báo tương ứng có thể được tóm tắt như sau:

CHANGECIPHERSPEC và FINISHED đến nhau ở bước 2 và 3 Một khi việc tái thiết lập session

hoàn tất, client và server có thể bắt đầu trao đổi dữ liệu ứng dung

V - Các thuật toán mã hoá dùng trong SSL:

Các thuật toán mã hoá (cryptographic algorithm hay còn gọi là cipher) là các hàm toán học được sử dụng để mã hoá và giải mã thông tin Giao thức SSL hỗ trợ rất nhiều các thuật toán

mã hoá, được sử dụng để thực hiện các công việc trong quá trình xác thực server và client, truyền tải các certificates và thiết lập các khoá của từng phiên giao dịch (sesion key) Client và server có thể hỗ trợ các bộ mật mã (cipher suite) khác nhau tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như phiên bản SSL đang dùng, chính sách của công ty về độ dài khoá mà họ cảm thấy chấp nhận được - điều này liên quan đến mức độ bảo mật của thông tin, ….

Các bộ mật mã được trình bày ở phần sau sẽ đề cập đến các thuật toán sau:

• DES (Data Encryption Standard) là một thuật toán mã hoá có chiều dài khoá là 56

bit.

• KEA (Key Exchange Algorithm) là một thuật toán trao đổi khoá đang được chính

phủ Mỹ sử dụng.

• MD5 (Message Digest algorithm) được phát thiển bởi Rivest.

• RSA: là thuật toán mã hoá công khai dùng cho cả quá trình xác thực và mã hoá dữ liệu

được Rivest, Shamir, and Adleman phát triển.

• RSA key exchange: là thuật toán trao đổi khoá dùng trong SSL dựa trên thuật toán

Các phiên bản SSL 2.0 và SSL 3.0 hỗ trợ cho hầu hết các bộ mã hoá Người quản trị có thể tuỳ chọn bộ mã hoá sẽ dùng cho cả client và server Khi một client và server trao đổi thông tin trong giai đoạn bắt tay (handshake), họ sẽ xác định bộ mã hoá mạnh nhất có thể và sử dụng chúng trong phiên giao dịch SSL.

1.Các bộ mã hoá sử dụng thuật toán trao đổi khoá RSA:

Đây là danh sách các bộ mã hoá được hỗ trợ trong SSL mà sử dụng thuật toán trao đổi khoá RSA và được liệt kê theo khả năng bảo mật từ mạnh đến yếu

Mạnh nhất

 Thuật toán mã hoá 3- DES, thuật toán xác thực SHA-1

Mạnh

 Thuật toán mã hoá RC4 (với độ dài khoá 128 bit), thuật toán xác thực MD5

 Thuật toán mã hoá RC2 (với độ dài khoá 128 bit), thuật toán xác thực MD5

 Thuật toán mã hoá DES (với độ dài khoá 56 bit), thuật toán xác thực SHA –1

Tương đối mạnh

Chú ý:Khi nói các thuật toán mã hoá RC4 và RC2 có độ dài khoá mã hoá là 40 bit thì thực

chất độ dài khoá vẫn là 128 bit nhưng chỉ có 40 bit được dùng để mã hoá.

2.SSL handshake:

Giao thức SSL sử dụng kết hợp 2 loại mã hoá đối xứng và công khai Sử dụng mã hoá đối xứng nhanh hơn rất nhiều so với mã hoá công khai khi truyền dữ liệu, nhưng mã hoá công khai lại là giải pháp tốt nhất trong qúa trình xác thực Một giao dịch SSL thường bắt đầu

bởi quá trình “bắt tay” giữa hai bên (SSL handshake) Các bước trong quá trình “bắt tay”

có thể tóm tắt như sau:

 Client sẽ gửi cho server số phiên bản SSL đang dùng, các tham số của thuật toán mã hoá, dữ liệu được tạo ra ngẫu nhiên (đó chính là digital signature) và một số thông tin khác mà server cần để thiết lập kết nối với client.

 Server gửi cho client số phiên bản SSL đang dùng, các tham số của thuật toán mã hoá,

dữ liệu được tạo ra ngẫu nhiên và một số thông tin khác mà client cần để thiết lập kết nối với server Ngoài ra server cũng gửi certificate của nó đến client, và yêu cầu certificate của client nếu cần.

 Client sử dụng một số thông tin mà server gửi đến để xác thực server Nếu như server không được xác thực thì người sử dụng sẽ được cảnh báo và kết nối không được thiết lập Còn nếu như xác thực được server thì phía client sẽ thực hiện tiếp bước 4.

 Sử dụng tất cả các thông tin được tạo ra trong giai đoạn bắt tay ở trên, client (cùng với sự cộng tác của server và phụ thuộc vào thuật toán được sử dụng) sẽ tạo

ra premaster secret cho phiên làm việc, mã hoá bằng khoá công khai (public key) mà

server gửi đến trong certificate ở bước 2, và gửi đến server.

 Nếu server có yêu cầu xác thực client, thì phía client sẽ đánh dấu vào phần thông tin riêng chỉ liên quan đến quá trình “bắt tay” này mà hai bên đều biết Trong trường hợp này, client sẽ gửi cả thông tin được đánh dấu và certificate của mình cùng với premaster secret đã được mã hoá tới server.

 Server sẽ xác thực client Trường hợp client không được xác thực, phiên làm việc sẽ bị ngắt Còn nếu client được xác thực thành công, server sẽ sử dụng khoá bí mật (private

key) để giải mã premaster secret, sau đó thực hiện một số bước để tạo ra master

secret.

 Client và server sẽ sử dụng master secret để tạo ra các session key, đó chính là các

khoá đối xứng được sử dụng để mã hoá và giải mã các thông tin trong phiên làm việc

 Server cũng gửi một lời nhắn đến client thông báo rằng các message tiếp theo sẽ được

mã hoá bằng session key Sau đó nó gửi một lời nhắn đã được mã hoá để thông báo rằng server đã kết thúc giai đoạn “bắt tay”.

 Lúc này giai đoạn “bắt tay” đã hoàn thành, và phiên làm việc SSL bắt đầu Cả hai phía client và server sẽ sử dụng các session key để mã hoá và giải mã thông tin trao đổi giữa hai bên, và kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu

VI - Phân tích bảo mật:

Sự phân tích bảo mật toàn diện về SSL 3.0 đã được thực hiện bởi Bruce Scheneier và David Wagner vào năm 1996 Ngoại trừ một số khiếm khuyết nhỏ và những tính năng gây lo lắng vốn có thể được sữa chữa dễ dàng mà không cần tu sửa cấu trúc cơ bản của giao thức SSL, họ không tìm thấy vấn đề điểm yếu hoặc bảo mật nghiêm trọng trong việc phân tích của họ Kết quả, họ kết luận rằng giao thức SSL cung cấp sự bảo mật hoàn hảo ngăn việc nghe lén và những cuộc tấn công thụ động khác, và người thực thi giao thức này sẽ ý thức đến một số cuộc tấn công chủ động tinh vi.

Tuy nhiên, một vài tháng sau, Daniel Bleichenbacher từ Bell Laboratoires đã tìm thấy một cuộc tấn công text mật mã được chọn thích ứng nhắm các giao thức dựa vào tiêu chuẩn mà khóa chung (PKCS) #1 Cuộc tấn công đã được xuất bản vào năm 1998 Tóm lại, một hoạt động khóa riêng RSA (một hoạt động giải mã hoặc chữ ký kỹ thuật số có thể được thực hiện nếu kẻ tấn công truy cập một oracle mà đối với bất kỳ text mật mã được chon, trả về chỉ 1 bit cho biết text mật mã có tương ứng với một số khối dữ liệu không được biết được mã hóa bằng cách sử dụng PKCS #1 hay không.)

Để tìm hiểu cuộc tấn công Bleichenbacher, cần phải xem PKCS #1 Thực tế, có ba dạng khối được xác định trong PKCS #1: các loại khối 0 và 1 được sử dụng cho các chữ ký kỹ thuật số RSA và loại khối 2 được sử dụng cho việc mã hóa RSA Các phần thảo luận trước, hãy nhớ rằng nếu thuật toán RSA được sử dụng cho việc xác thực server và trao đổi khóa, client tạo ngẫu nhiên một khóa mật chính 46 byte, thêm tiền tố hai byte 03 (số phiên bản giao thức SSL)

và 00 vào khóa mật chính, mã hóa kết quả bằng cách sử dụng khóa chung của server và gởi

nó trong một thông báo CLIENTKEYEXCHANGE đến server Do đó, thông báo

CLIENTkEYEXCHANGE mang khóa mật chính được mã hóa phải phù hợp với dạng được xác định trong loại khóa 2 PKCS #1

Bây giờ giả sử có một kẻ tấn công có thể gửi một số tùy ý của các thông báo ngẫu nhiên đến một server SSL và server đáp ứng cho từng thông báo này bằng 1 bit chỉ định xem một thông báo cụ thể có được mã hóa chính xác và được mã hóa theo PKCL #1 (do đó server có chức

của session đó).

Nếu cuộc tấn công có sức chú ý về mặt lý thuyết Chú ý rằng kết quả thử nghiệm đã cho thấy thường giữa 300.000 và 2 triệu text mật mã được chọn được yêu cầu để thực sự thực hiện hoạt động (giải mã hoặc chữ ký kỹ thuật số) Để làm cho mọi thứ trở nên tệ hơn, cuộc tấn công có thể được thực hiện trên một server SSL vốn có sẵn on-line (vì nó phải hoạt động như một oracle) Từ quan điểm của kẻ tấn công, có thể khó gửi số lượng lớn text mật mã được chọn này đến server SSL mà không làm cho nhà quản trị server trở lên nghi ngờ.

Có một số khả năng để ngăn ngừa sự tấn công Bleichenbacher Trên hết, server không cần đáp ứng lại một thông báo lỗi sau khi đã nhận một thông báo CLIENTKEYEXCHANGE vốn không phù hợp với PKCS #1 Một khả năng khác là thay đổi dạng khối PKCS #1 để mã hóa và loại bỏ các byte 00 và 02 dẫn đầu cũng như các byte 00, 03 và 00 ở giữa thông báo (như được minh họa trong hình 6.3) Sau cùng, một khả năng khác là sử dụng các sơ đồ mã hóa có khả năng nhận biết text thuần túy chẳng hạn như các sơ đồ được đề xuất bởi Mihir Bellar và Philip Rogaway và bất kỳ hệ thống mật mã khóa chng khác vốn có thể bảo vệ ngăn ngừa các cuộc tấn công text mật mã được chọn thích ứng.

TRIỂN KHAI HTTPS CHO WEBSERVER

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) port 80, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) port 25, POP3 (Post Office Protocol version 3) port 110 là các protocol rất phổ biến

hiện nay Nhưng trong môi trường Network thì chúng chưa thật sự an toàn vì có thể sniffer

để lấy password vì thế ta nên triển khai HTTPS (port 443), SMTPS (port 465), POPS

(port 995) Sự khác biệt giữ HTTP, SMTP, POP và HTTPS, SMTPS, POPS là HTTPS, SMTPS,

POPS cung cấp việc mã hóa dữ liệu của user và server, việc mã hóa được thông qua việc sử dụng giao thức SSL ( Secure Socket Layer) nhằm đảm bảo an toàn thông tin và tránh bị Sniffer.

Chuẩn bị :

1 Máy đã lên DC, cài đặt sẵn IIS

Bài viết gồm 3 bước :

1/ Cài đặt CA.

2/ Cấu hình IIS xin Certificate.

3/ Kiểm tra kết quả.

Thao tác :

1/ Cài đặt CA.

Vào Start -> Settings -> Control Panel -> Add or Remove Programs -> Windows

Component Wizard -> Check vào Certificate Services.

Chọn Yes khi gặp popup Microsoft Certificate Services

Nhấn Next tiếp tục.

Trong cữa sổ CA Type chọn Enterprise root CA, chọn Next.

Trong cữa sổ CA Indentifying Information :

+ Comon name for this CA : Power

+ Validity period : 5 (hoặc số năm tùy ý cả bạn)

+ Các giá trị khác để mặc định.

Next tới

Trong cữa sổ Cerificate Database Settings để giá trị mặc định Next tới.

Khi gặp Popup hỏi bạn có muốn tắt dịch vụ IIS trong quá trình cài đặt hay không, chọn YES

Tiến trình cài đặt CA bắt đầu.

Chọn Yes để khởi động lại IIS.

Nhấn Finish để hoàn tất quá trình cài đặt.

2/ Cấu hình IIS xin Certificate.

Start -> Programs -> Administrative Tools -> IIS Manager

IIS Manager -> PCX -> Web Sites -> Default Web Site

Properties Default Website

Trong cửa sổ Default Web Site, chọn Tab Directory Security, chọn Server Certificate

Cửa sổ Wizard xuất hiện, chọn Next

Server Certificate , chọn Create a new certificate, next tới

Delayed or Immediate Request chọn Send the request immediately an online certification authority

Name And Security Setings : Power

Orgazization Infomation : Power

Your Site's common Name : dom10.com

Để mặc định các sữa số tiếp tiếp, next tới

SMTPS VÀ POPS TRÊN EXCHANGE 2003

Bài viết gồm 3 bước :

I/ Cấu hình cho Exchange Server

II/ Cấu hình Client

III/ Kiểm tra

Khởi động Exchange System Manager -> Fist Orgarization -> Server -> Server Name -> Protocols

POP3 -> properties Default POP3 Virtual Server

Ở cửa sổ Default POP3 Virtual Server chọn tab Access -> chọn Certificate

Server Certificate -> chọn Create a new certificate

Delayed or Immediale Request -> chọn Send the request immediately to an online

certificate authority.

Name and Security Settings -> để mặc định, chọn Next

Organization Infomation -> Điền thông tin của bạn

Your Site's Common Name

Geographical Information

Certificate Request submission, next tới