面试题：安全认证之SSL握手过程的主要阶段

Question

请详细阐述SSL握手过程包含哪几个主要阶段，以及每个阶段客户端和服务器端各自的主要操作。

Answer 1

1. 客户端Hello阶段

• 客户端操作：
  • 客户端向服务器发送一个ClientHello消息，其中包含客户端支持的SSL/TLS版本号、一个随机数（Client Random）、客户端支持的密码套件列表、压缩方法列表等信息。此随机数在后续密钥生成中起重要作用。
• 服务器端操作：等待接收客户端的ClientHello消息。

2. 服务器Hello阶段

• 服务器端操作：
  • 服务器收到ClientHello后，回复一个ServerHello消息。消息中包含服务器选择的SSL/TLS版本号、一个新的随机数（Server Random）、服务器从客户端提供的密码套件列表中选定的密码套件、选定的压缩方法等。
• 客户端操作：接收并解析ServerHello消息，确认服务器选择的版本、密码套件等信息是否可接受。

3. 证书交换阶段

• 服务器端操作：
  • 服务器发送自己的数字证书（包含服务器的公钥等信息）给客户端，如果服务器需要对客户端进行认证，还会发送一个CertificateRequest消息，要求客户端提供证书。
• 客户端操作：
  • 客户端接收服务器的证书，并验证其合法性，例如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。如果服务器要求客户端证书，客户端会发送自己的证书给服务器。

4. 密钥交换阶段

• 服务器端操作：
  • 如果采用RSA密钥交换，服务器使用自己的私钥对客户端发送的预主密钥（Premaster Secret）进行解密得到预主密钥。如果采用Diffie - Hellman密钥交换，服务器根据接收到的客户端参数计算共享密钥。
• 客户端操作：
  • 如果采用RSA密钥交换，客户端生成一个预主密钥，使用服务器证书中的公钥加密后发送给服务器。如果采用Diffie - Hellman密钥交换，客户端根据服务器发送的参数计算共享密钥。然后客户端和服务器各自使用Client Random、Server Random和预主密钥（或共享密钥）生成会话密钥（Master Secret），再从会话密钥派生出用于加密和MAC计算的各种密钥。

5. 握手完成阶段

• 服务器端操作：
  • 服务器发送一个ServerHelloDone消息，告诉客户端服务器的Hello和证书等消息发送完毕。然后使用之前协商好的密钥和算法，对一条Finished消息进行加密并发送给客户端，此消息用于校验密钥和连接的正确性。
• 客户端操作：
  • 客户端接收ServerHelloDone消息后，向服务器发送一个ChangeCipherSpec消息，通知服务器后续通信将使用协商好的加密套件和密钥。接着客户端也发送一条Finished消息，同样使用协商好的密钥和算法加密，用于校验密钥和连接。服务器接收并验证客户端的Finished消息，如果验证通过，SSL握手成功，双方开始使用协商好的密钥进行安全通信。