摘要：一开始，有了网络，安全问题就来了，大家都在想，这到底是怎么一回事，Netscape这家公司，算是先驱吧，捣鼓出了SSL技术，那时候，SSL还很年轻，版本也在不停升级，SSL 3.0，算是个重要的里程碑，后来，IETF觉得这玩意儿不错，标准化了，就有了TLS 1
图解SSL/TLS协议：从历史到未来的安全之路.
一开始，有了网络，安全问题就来了，大家都在想，这到底是怎么一回事，Netscape这家公司，算是先驱吧，捣鼓出了SSL技术，那时候，SSL还很年轻，版本也在不停升级，SSL 3.0，算是个重要的里程碑，后来，IETF觉得这玩意儿不错，标准化了，就有了TLS 1.0，其实，TLS 1.0，你可以理解为SSL 3.1，只是换了个名字，纳入了RFC规范，大家就按这个标准来。
SSL/TLS，说白了，就是为了保障网络通信的安全，核心功能有三个，认证，加密，数据完整性，认证，就是确认通信双方的身份，加密，就是把数据变成别人看不懂的乱码，数据完整性，就是保证数据在传输过程中没有被篡改，要实现这些功能，SSL/TLS采用了一种分层模型，可以理解为，在HTTP和TCP之间加了一层安全保护罩，这就是SSL/TLS。
这个保护罩，又分两层，记录协议层(Record Protocol)，负责数据的封装，压缩，加密等基础工作，它基于TCP协议，保证数据可靠传输，记录层就像一个打包员，把数据打包好，再加密，然后通过TCP送出去，另一层是握手协议层(Handshake Protocol)，负责身份认证，算法协商，密钥交换，它基于记录协议，保证安全传输，握手层就像一个谈判专家，跟对方确认身份，商量好用什么加密方式，然后交换密钥。
SSL和TLS，虽然看起来很像，但还是有些区别，主要是版本号的规范不一样，SSL是3.0，TLS是3.1，虽然只是小数点后一位的差别，但内部实现还是有很多改进的，消息验证码(MAC)算法也改进了，计算范围更广，更安全，伪随机函数(PRF)也增强了安全性，保证密钥的随机性，报警代码也扩展了，能更精确地指示安全问题，密钥交换，加密算法，客户端证书，这些方面也有些差异。
"certificate_verify"，"finished"，消息的散列码计算，也有些不一样，主密钥(master secret)的计算方式也有变化，更安全了，填充字节的规范也有些差异，增强了抗攻击能力，总的来说，TLS比SSL更安全，更强大，但它们的基本原理是一样的，都是为了保障网络通信的安全，所有人都觉得TLS以后不得了。
TLS握手，是整个安全通信的关键，它的目标是安全地协商出一个会话密钥，用于后续的数据加密通信，这个过程有点复杂，但很重要，简单来说，就是用非对称加密来交换密钥，然后用对称加密来传输数据，再用HMAC算法来保证数据完整性，记住，SSL/TLS默认只认证服务器端，客户端认证是可选的，不是每次都有。
握手流程是这样的，首先，客户端发起ClientHello，告诉服务器自己支持哪些协议版本，随机数，加密套件列表，压缩方法，就像去商店买东西，先告诉店员自己需要什么，接下来，服务器回应ServerHello，确认协议版本，随机数，加密方法，服务器证书，就像店员告诉顾客，我们有什么货，多少钱，服务器可能还会提供更多密钥信息，这就是Server Key Exchange，甚至可能请求客户端提供证书进行验证，这就是Certificate Request，最后，服务器发送ServerHelloDone，表示ServerHello消息结束了，就像店员说，我要说的都说完了。
客户端收到ServerHello后，开始验证服务器证书，看看域名是不是匹配，证书是不是过期，是不是由可信机构颁发的，如果一切都没问题，客户端就生成一个PreMaster Secret，用服务器公钥加密发送给服务器，这就ClientKeyExchange，然后，客户端发送ChangeCipherSpec，通知服务器切换到协商的加密套件，就像顾客说，我决定买了，然后，客户端发送Finished，这是一个加密的握手信息哈希值，用于验证握手过程，就像顾客说，我付完钱了，确认一下。
服务器收到ClientKeyExchange后，解密PreMaster Secret，生成Session Secret，然后，服务器发送ChangeCipherSpec，通知客户端切换到协商的加密套件，就像店员说，我收到钱了，然后，服务器发送Finished，这是一个加密的握手信息哈希值，用于验证加密通道，就像店员说，东西给你了，确认一下，握手就完成了。
在这个过程中，有几个关键的密钥，PreMaster Secret，是客户端生成的，用于生成Master Secret的种子，它的作用是防止中间人篡改，Master Secret，是客户端和服务端独立计算得出的，它是加密相关密钥的基石，Key Material，Session Secret，也叫Session Key，是由Master Secret生成的，它实际用于会话数据加密的密钥，比如client write MAC key，Server write MAC secret，这些密钥就像一把把钥匙，打开安全通信的大门。
握手完成后，就可以进行应用数据传输了，客户端把数据附加MAC secret，然后使用write encryption key加密，发送给服务器，服务器端收到数据后，分别解密和验证数据，保证数据的安全性和完整性，这个过程就像两个人用暗号通信，只有知道暗号的人才能看懂内容，中间人就算拿到数据，也看不懂，也不知道有没有被篡改。
SSL/TLS协商过程，就像两个人安全地交换了一把钥匙，有了这把钥匙，他们就可以安全地通信了，但网络安全面临很大的威胁，其中之一就是中间人攻击(Man-in-the-Middle)，中间人可以监听，拦截，篡改通信，就像有人偷听电话，甚至篡改对话内容，为了防范中间人攻击，可以使用带证书的密钥交换算法，关注浏览器警告，如果浏览器提示证书不可信，那就要小心了，可能有人在搞鬼。
在代理场景下，浏览器先与代理服务器建立TCP连接，发送CONNECT请求，然后，代理服务器与Web服务器建立连接，转发流量，但是，代理服务器无法解密HTTPS流量，因为它没有服务器的私钥，所以，它只能转发流量，不能看到具体内容，很多人看完这个故事，都会去想，那如果他有私钥呢，那该怎么办。
未来，量子计算能力会逐渐提升，它对现有非对称加密算法构成了潜在威胁，因为量子计算机可以快速破解这些算法，就像有了万能钥匙，可以打开所有的锁，但也不用太担心，科学家们正在探索基于格，编码，多变量等数学难题的抗量子密码算法，保障未来加密安全，这些算法就像更高级的锁，即使有了量子计算机，也很难破解，所以，要结合最新技术发展，持续优化SSL/TLS协议，应对未知安全挑战。
来源：电子小课堂一点号