面试题：安全认证：TLS协议常见认证模式及其原理简述

Question

请简要描述TLS协议中至少两种常见的认证模式，并阐述它们的基本工作原理。

Answer 1

1. 单向认证模式

• 基本工作原理：
  • 客户端发起请求：客户端向服务器发送一个包含客户端支持的TLS版本、加密套件等信息的ClientHello消息。
  • 服务器响应：服务器收到请求后，选择合适的TLS版本和加密套件，并向客户端发送ServerHello消息，其中包含服务器的数字证书（包含服务器的公钥等信息）。
  • 客户端验证：客户端使用内置的根证书来验证服务器证书的合法性，包括检查证书是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发、证书是否过期等。若验证通过，客户端生成一个随机数（Pre - Master Secret），用服务器证书中的公钥加密后发送给服务器。
  • 密钥协商：双方基于Pre - Master Secret等信息，通过特定的密钥导出函数生成会话密钥，后续通信数据都用此会话密钥加密传输。这种模式下，只有服务器被客户端认证，客户端身份未被服务器认证。

2. 双向认证模式

• 基本工作原理：
  • 客户端发起请求：同单向认证，客户端先发送ClientHello消息。
  • 服务器响应：服务器同样返回ServerHello消息及自身数字证书。此外，服务器还会发送一个CertificateRequest消息，要求客户端提供证书。
  • 客户端验证及响应：客户端验证服务器证书合法性后，将自身数字证书发送给服务器（若客户端有证书）。
  • 服务器验证：服务器收到客户端证书后，使用对应的CA证书验证客户端证书的合法性。验证通过后，后续密钥协商过程与单向认证类似，双方基于Pre - Master Secret等生成会话密钥，实现安全通信。双向认证模式下，客户端和服务器都需要对对方的身份进行认证。