【转】HTTPS浅析与抓包分析

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0x00 HTTP之殇

  • 数据明文传输,易嗅探
  • 数据完整性无验证,易篡改
  • 网站身份无认证,易假冒

由此诞生HTTPS。

 

0x01 什么是HTTPS

HTTP + SSL/TLS

TLS是SSL的升级版

二图胜千言:

//图片来源于网络

1.jpeg

https09.png

作用:防嗅探,防篡改,身份认证

 

0x02 https握手过程

建立https连接(明文),再用对称加密传输数据。

TCP三次握手

C->S:[client hello] C发送hello消息(协议版本,随机数c,加密组件列表等)给S,请求建立SSL会话。

S->C: [server hello]返回响应(确认加密组件,随机数s等)。

S->C: [certificate]返回响应certificate(网站证书)。

S->C: [server key exchange]指定密钥协商(交换)协议(密钥协商方式),发送密钥协商(交换)算法的公钥给C。

S->C: [server hello done]发送serverhellodone,开始C的密钥协商。

C->S: [clientkeyexchange]C生成密钥协商(交换)算法公私钥,发送公钥给S,此时C和S可以协商出相同的密钥pre master secret,现在C和S可以通过c,s,pre master三个随机数算出对称加密的密钥。(这里本人还看到一个版本是C生成pre master secret 后用密钥交换/协商算法加密发送到S,本人认为不需要发送,S通过C发送的密钥协商的公钥和自己生成的一个随机数xs可以自己计算出这个pre master secret。还有一个版本是对称加密的密钥是C用S的证书公钥加密给S用私钥解密获得,这里本人认为此对称密钥S也可由c,s,pre master自己生成不需要C发送。)

C->S: [changecipherspec]通知S此消息以后C以加密方式发送数据。

C->S: C用生成的对称密钥加密之前所有握手消息hash,发送给S解密验证hash。

S->C: [changecipherspec]通知C此消息后S以加密方式发送数据。

S->C: S用对称密钥加密之前所有握手消息hash,发送给C进行解密验证hash。

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开始对称加密传输数据……(Application Data)

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0x03 抓包分析https握手流程

以浏览器打开https://www.52pojie.cn为例

1. dns解析和tcp三次握手

2.png

 

2. clienthello:

 

3.png

可以看出浏览器发送了支持的协议版本TLS1.2,32字节随机数c,加密组件cipher等信息给S。

3. serverhello:

4.png

可以看出S选择了TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384加密组件,解释如下:
密钥交换算法,用于决定客户端与服务器之间在握手的过程中如何认证,用到的算法包括RSA,Diffie-Hellman,ECDH,PSK等,这里选择了ECDHE。

加密算法,用于加密消息流,该名称后通常会带有两个数字,分别表示密钥的长度和初始向量的长度,比如DES 56/56, RC2 56/128, RC4 128/128, AES 128/128, AES 256/256。这里选择了AES。

报文认证信息码(MAC)算法,用于创建报文摘要,确保消息的完整性(没有被篡改),算法包括MD5,SHA等。这里选择了SHA384。

PRF(伪随机数函数),用于生成“master secret”。

S还发送了32字节随机数s。

 

4.certificate:

5.png

 

第一个cert是52pojie网站的证书,第二个cert是颁发者trustasia机构的证书。

 

6.png

这里可以获得证书的详细信息

 

5. serverkeyexchange和serverhellodone:

7.png

 

可以看出使用ECDH密钥交换算法,指定椭圆曲线secp256r1,还有发送了DH算法协商的公钥给C。

 

6. Clientkeyexchange和client change cipher spec:

8.png

这里C发送了DH算法协商的公钥给S,以及加密了握手消息给S进行验证。

 

7. server change cipher spec:

9.png

服务端使用Ticket方式存储session状态,在Server Change Cipher Spec之前就需要发送New Session Ticket消息,这部分就不细说了。这里S加密握手消息给C进行验证。

 

8. application data:

10.png

这里可以看出双方握手完毕,以后的消息都进行对称加密,已经无法看出明文了。

 

0x04 其他

  • 由于握手流程导致https速度比http慢,本人认为其带来的安全性更为重要,而速度虽然较慢,但是用户几乎感觉不到,而且有很多优化措施可以提升速度。
  • 有了https并不能完全保证网站安全,安全是多因素,多环节的,即使有https,某个‘短板’就可以沦陷一个网站,并且https自身也非安全,如著名的心脏出血漏洞。
  • https也非绝对防止MITM,如伪造证书,导出明文密码等。

 

0x05 结语

简言之,能用https还是用https吧。由于时间仓促,可能有些细节遗漏或不准确,欢迎指正!

 

0x06 参考资料

https://xianzhi.aliyun.com/forum/read/2037.html

www.droidsec.cn/浅析https中间人攻击与证书校验/


https://klionsec.github.io/2017/07/31/https-learn/

kb.cnblogs.com/page/530044/

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