SSL协议具体用了哪些加密技术？-睿诚科技协会

对称加密、非对称加密、哈希算法和密钥交换算法，下面我将详细解释每一种技术及其在 SSL/TLS 中的作用。

（图片来源网络，侵删）

对称加密

这是 SSL/TLS 中用于实际数据加密的核心技术。

工作原理：通信双方共享同一个密钥，使用这个密钥进行加密和解密，加解密速度快，效率高，适合加密大量数据。
在 SSL/TLS 中的作用：
1. 在完成“握手”过程并建立安全通道后，所有传输的应用层数据（如网页内容、图片、API 响应等）都使用对称加密进行加密。
2. 这保证了数据的机密性，即使数据包被截获，攻击者没有密钥也无法解密内容。
常见算法：
- AES (Advanced Encryption Standard)：目前最主流、最安全的对称加密算法，是 TLS 1.2 和 1.3 中的首选。
- 3DES (Triple DES)：一种较老的算法，因其安全性漏洞和性能问题，在 TLS 1.2 中已被弃用，TLS 1.3 中完全移除。
- ChaCha20：一种较新的流加密算法，在某些场景下（尤其是在移动设备上）性能优于 AES，也受到 TLS 1.3 的青睐。

核心问题：最大的挑战是密钥分发，如何在通信开始前，安全地将这个共享密钥交给对方？这就需要非对称加密技术。

非对称加密

非对称加密解决了对称加密的密钥分发难题，主要用于身份验证和安全地交换对称密钥。

工作原理：它使用一对密钥：公钥和私钥。
- 公钥：可以自由分发，用于加密数据或验证签名。
- 私钥：必须由密钥持有者严格保密，用于解密数据或创建签名。
- 用公钥加密的数据,只能用对应的私钥解密；反之，用私钥签名的数据，只能用对应的公钥验证。
在 SSL/TLS 中的作用：
1. 身份验证：在 SSL 握手过程中，服务器会将其数字证书（其中包含服务器的公钥）发送给客户端，客户端用预置的信任根证书的公钥来验证这个服务器证书的真伪，这确保了你正在和声称的那个服务器通信，而不是一个冒名顶替的中间人，这保证了身份的真实性。
2. 密钥交换：客户端生成一个“预主密钥”（Pre-Master Secret），然后使用服务器证书中的公钥对其进行加密，再发送给服务器，由于只有服务器拥有对应的私钥，所以只有服务器能解开这个加密信息，从而安全地得到了这个预主密钥，双方再基于这个预主密钥计算出最终的对称会话密钥，这保证了密钥交换的安全性。
常见算法：
- RSA：最经典和广泛使用的非对称加密算法，用于加密和签名验证。
- ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)：基于椭圆曲线的数字签名算法，与 RSA 相比，在提供相同安全级别的情况下，密钥更短，计算和通信开销更小，性能更好，是 TLS 1.3 中的首选签名算法。
- Diffie-Hellman (DH)：一种专门用于密钥交换的算法，允许双方在不安全的通道上协商出一个共享的密钥，而无需预先交换任何秘密信息，TLS 1.3 中的 (EC)DHE 密钥交换算法就是其演进版。

哈希算法

哈希算法确保了数据的完整性和不可篡改性。

（图片来源网络，侵删）

工作原理：将任意长度的输入数据（“消息”）转换成一个固定长度的、唯一的字符串（“哈希值”或“），好的哈希算法具有单向性（无法从哈希值反推原文）和抗碰撞性（极难找到两个不同的原文产生相同的哈希值）。
在 SSL/TLS 中的作用：
1. 数据完整性校验：在握手阶段和后续的数据传输中，发送方会对传输的数据块进行哈希计算，然后将哈希值（作为“消息认证码”MAC 的一部分）一起发送，接收方收到数据后，用同样的哈希算法计算一次，并与收到的哈希值比对，如果一致，说明数据在传输过程中没有被篡改；如果不一致，则说明数据已被损坏或被恶意修改，这保证了数据的完整性。
2. 数字签名：在创建数字签名时，服务器并不是直接对证书内容进行加密，而是先对证书内容进行哈希计算，得到一个摘要，然后用服务器的私钥对这个摘要进行加密，客户端收到后，用服务器的公钥解密出摘要，再自己对证书内容做一次哈希，比对两个摘要是否一致，这比直接加密整个证书更高效。
常见算法：
- SHA-2 (Secure Hash Algorithm 2)：包括 SHA-256, SHA-384 等，是目前最安全、最常用的哈希算法，是 TLS 1.2 和 1.3 的基础。
- MD5 和 SHA-1：已被证明存在严重漏洞，容易发生碰撞，在 SSL/TLS 中被完全弃用。

密钥交换算法

这是 SSL/TLS 握手阶段的“明星”，它巧妙地结合了对称和非对称加密的优点，实现了安全高效的密钥协商。

工作原理：其核心思想是：使用非对称加密来安全地协商一个只有双方知道的临时对称密钥（会话密钥），后续的数据通信则使用这个高效的对称密钥。
在 SSL/TLS 中的作用：它的主要任务是生成双方共享的“预主密钥”或“共享密钥”，并确保这个密钥的生成过程是“前向保密”的。
常见算法：
- RSA 密钥交换：一种较老的、不提供前向保密的方式，客户端用服务器的公钥加密一个随机数（预主密钥）发送过去，如果服务器的私钥在未来某天泄露，攻击者可以解密历史记录，计算出会话密钥。
- DHE (Diffie-Hellman Ephemeral) / ECDHE (Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral)：这是现代 TLS 1.3 的核心和推荐算法。
  - Ephemeral (临时/短暂)：意味着每次握手都会生成一对新的临时的公私钥对，用完即弃。
  - 前向保密：这是它最大的优势，因为每次会话的密钥都是独立的、临时的，即使服务器的长期私钥泄露，攻击者也无法解密过去任何一次会话的通信内容，因为那些临时密钥早已被丢弃。
  - 工作流程：双方各自生成一个临时的私钥，并交换对应的公钥，双方利用自己的私钥和对方的公钥，通过数学计算，各自独立地、但得到完全相同的一个共享密钥，整个过程不需要传输任何秘密信息。

总结与演变

技术类别	作用	常见算法 (TLS 1.2)	常见算法 (TLS 1.3)
对称加密	加密传输的应用数据	AES, 3DES, ChaCha20	AES, ChaCha20 (3DES 已移除)
非对称加密	身份验证、数字签名	RSA, ECDSA	ECDSA (RSA 作为备选，但推荐 ECDSA)
哈希算法	确保数据完整性、创建数字签名	MD5, SHA-1, SHA-256	SHA-256, SHA-384 (MD5, SHA-1 已移除)
密钥交换	安全协商对称会话密钥	RSA, DHE, ECDHE	仅支持 (EC)DHE (移除了不安全的 RSA 密钥交换)