抓包分析HTTPS理论落地

抓包分析HTTPS理论落地

概述

 https的复杂性在于历史版本较多、涉及密码学知识、协议具体流程也比较复杂。

 重点理解的应该是密钥协商过程，客户端证书认证（涉及证书链），CA证书签发几个问题的细节。

 前面几篇文章都是注重一部分的内容讲解，当然声明没有标注原创的，都是从别的地方抄来的，觉得写得好的正确的就拿过来。

 理论总归是理论，还得结合实践来做，这篇文章就主要通过wireshark来理解下https，将理论落地。

 其实微信团队有写过一系列的tls协议的分析实现，但是对于刚开始了解https的人来讲感觉不是特别友好，因为涉及太多细节。

 我个人的学习路径是自顶向下的，先从顶部理解整体，再将整体分解，每一部分进行逐步细化，最终构建一个体系。

整体流程

 这个应该之前有讲过，和抓包有些出入，倒不是之前讲的不对，而是理论和实际工程实现的偏差。

  这个实验别人已经做过了，我自己也抓了一次对比了下，当然我也就不自己再费力气写一篇了，只是将自己看完之后对比前面的文章有疑惑的点做一些解释澄清。

 本次抓包实验对象是baidu.com，并选择TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256加密算法组合。

1. 客户端发送ClientHello

 客户端发起握手协商操作，它将发送一个ClientHello消息给服务器，消息中明确了其所支持的SSL/TLS版本、Cipher suite加密算法组合等，可以让服务器选择，并提供了一个客户端随机数，用于以后生成会话密钥使用。

2. 服务器返回ServerHello

 服务器将返回一个ServerHello消息，该消息包含了服务器选择的协议版本、加密算法，以及服务器随机数、会话ID等内容。其中，服务器选择的协议版本应小于等于客户端ClientHello中的协议版本。

 本次实验中服务器确认使用TLS 1.2版本的协议，并选择TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256加密算法组合。

3. 服务器发送Certificate

 服务器发送ServerHello消息，选择好协议版本和加密算法组合后，将发送Certificate消息，该消息包含了服务器的证书等信息，可通过证书链认证该证书的真实性。根据选择的加密算法组合的不同，服务器证书中的公钥也可被用于加密后面握手过程中生成的Premaster secret。

4. 服务器发送ServerKeyExchange

 服务器发送ServerKeyExchange消息，消息中包含了服务器这边的EC Diffie-Hellman算法相关参数。此消息一般只在选择使用DHE 和DH_anon等加密算法组合时才会由服务器发出。

5. 服务器发送ServerHelloDone

  服务器发送ServerHelloDone消息，告知客户端服务器这边握手相关的消息发送完毕。

6. 客户端发送ClientKeyExchange

  客户端发送ClientKeyExchange消息，消息中包含客户端这边的EC Diffie-Hellman算法相关参数，然后服务器和客户端都可根据接收到的对方参数和自身参数运算出Premaster secret，为生成会话密钥做准备。

7. 客户端发送ChangeCipherSpec

 客户端向服务器发送ChangeCipherSpec消息，通知服务器此消息以后客户端会以加密方式发送数据。

8. 客户端发送Finished

 客户端使用之前握手过程中获得的服务器随机数、客户端随机数、Premaster secret计算生成会话密钥，然后使用该会话密钥加密之前所有收发握手消息的Hash和MAC值，发送给服务器，服务器将相同的会话密钥（使用相同方法生成）解密此消息，校验其中的Hash和MAC值。

9. 服务器发送ChangeCipherSpec

 服务器使用会话密钥加密（生成方式与客户端相同，使用握手过程中获得的服务器随机数、客户端随机数、Premaster secret计算生成）之前所有收发握手消息的Hash和MAC值，发送给客户端去校验。

 若客户端服务器都校验成功，握手阶段完成，双方将按照SSL记录协议的规范使用协商生成的会话密钥加密发送数据。

声明/参考链接

 以上步骤和抓包均来自ArkTeam的下面一篇文章：https://www.freebuf.com/articles/network/116497.html^[1]

 其他参考资料：

1. https://www.thesslstore.com/blog/explaining-ssl-handshake/#diffie-hellman-authentication^[2]
2. https://www.cnblogs.com/fishou/p/4206451.html^[3]
3. https://chziyue.com/post/57.html^[4]
4. https://blog.nlogn.cn/posts/pfs-ecdhe/#rsa%E7%AE%97%E6%B3%95%E7%9A%84%E6%B5%81%E7%A8%8B^[5]
5. https://mp.weixin.qq.com/s/5MB_9HmhUhDshbgTUKJgsg
6. http://abonege.github.io/2018/01/05/SSL%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%9F%A5%E8%AF%86%E6%80%BB%E7%BB%93/

疑问

1. DH算法加密中需要模数和基数，这两个参数在哪里传递？ 由于这里使用的是ECDHE算法，参数可能不一样，可以参看另外一篇文章里面有抓DH的包。

 https://blog.csdn.net/fw0124/article/details/40983787^[6]

 抓包截图如下：

 ECDHE算法参数可参考这里：https://chziyue.com/post/57.html^[7]

参考资料