Основные идеи и понятия протокола TLS
Мы приступаем к рассмотрению протокола безопасности транспортного уровня (Transport Layer Security, TLS) (см. [42]), в котором получили дальнейшее развитие понятия, изложенные в версии 3.0 популярного протокола Secure Socket Layer (SSL) корпорации Netscape.
Посредством протокола TLS приложения, построенные в архитектуре клиент/сервер, могут защититься от пассивного и активного прослушивания сети и подделки сообщений.
TLS имеет двухуровневую организацию. На первом (нижнем) уровне, опирающемся на надежный транспортный сервис, каковой предоставляет, например, TCP, располагается протокол передачи записей (TLS Record Protocol), на втором (верхнем) - протокол установления соединений (TLS Handshake Protocol). Строго говоря, протокол безопасности транспортного уровня располагается между транспортным и прикладным уровнями. Его можно отнести к сеансовому уровню эталонной модели ISO/OSI.
Протокол передачи записей обеспечивает конфиденциальность и целостность передаваемых данных. Обеспечение конфиденциальности достигается путем применения методов симметричного шифрования (см. [91]), причем для каждого соединения генерируется свой секретный ключ. Контроль целостности (и, в частности, аутентичности) сообщений основан на использовании хэш-функций с секретными ключами.
Протокол установления соединений позволяет серверу и клиенту провести взаимную аутентификацию, согласованно выбрать алгоритм шифрования и криптографические ключи перед тем, как прикладной протокол начнет передачу данных. Для аутентификации сторон применяются методы криптографии с открытым ключом(см. [91]), при выработке совместных секретов обеспечивается конфиденциальность и целостность, в том числе защита от нелегального посредника.
В соответствии с уровневой организацией сетевых протоколов, TLS не зависит от протоколов прикладного уровня. Кроме того, он обеспечивает интероперабельность использующих его независимо написанных приложений или компонентов приложений; последние могут успешно согласовывать криптографические параметры в динамике, не располагая информацией о кодах друг друга.
По отношению к алгоритмам симметричного и асимметричного шифрования TLS представляет собой алгоритмически независимый, расширяемый каркас, допускающий добавление новых криптографических методов и их реализаций.
В спецификациях TLS фигурируют четыре криптографические операции: цифровая подпись, потоковое шифрование, блочное шифрование и шифрование открытым ключом. Все они, особенно асимметричное шифрование, способны поглотить много процессорного времени. Для решения этой проблемы определенное внимание уделено вопросам эффективности, минимизации нагрузки на процессор и сеть: предлагаемая схема кэширования в рамках сеанса уменьшает число соединений, устанавливаемых "с нуля".
В последующих разделах подробно рассматриваются составляющие протокола TLS и их использование.
