Полное руководство по переходу с HTTP на HTCPS

TLS

И так, что же такое TLS? Transport Layer Security — это развитие идей, заложенных в протоколе SSL. На данный момент актуальной является версия TLSv1.2, с августа 2018 активно вводится TLSv1.3, тогда как TLSv1.1, TLSv1.0, SSLv3.0, SSLv2.0, SSLv1.0 находятся в статусе deprecated. Протокол обеспечивает услуги: приватности (сокрытие передаваемой информации), целостности (обнаружение изменений), аутентификации (проверка авторства). Достигаются они за счет гибридного шифрования, то есть совместного использования ассиметричного и симметричного шифрования.

Симметричное шифрование предполагает наличие общего ключа одновременно у отправителя и получателя, с помощью которого происходит шифровка и дешифровка данных. Данный тип не требователен к ресурсам, однако существенно страдает безопасность из-за опасности кражи ключа злоумышленником.

При использовании ассиметричного шифрования существует открытый ключ, который можно свободно распространять, и закрытый ключ, который держится в секрете у одной из сторон. Этот тип работает медленно, относительно симметричного шифрования, однако скомпрометировать закрытый ключ сложнее.

Чтобы решить проблему производительности (шифровать ассиметрично абсолютно все — сложно), в TLS используется гибридное шифрование: общий ключ для симметричного шифрования данных передается от клиента серверу зашифрованным открытым ключом сервера, после этого сервер может его расшифровать своим закрытым ключом и использовать для обмена данными с клиентом. Давайте разберем подробнее и по порядку, каким образом работает TLS соединение.

Защитите данные с помощью SSL

Защитите данные на вашем сайте от мошенников. Установите SSL-сертификат, чтобы сайт работал по HTTPS-протоколу.

Помогла ли вам статья?

Спасибо за оценку. Рады помочь 😊

Настройка TLS в Spring Boot приложении

Основой для нашего проекта послужит шаблон с https://start.spring.io/ с одной лишь зависимостью Spring Web. Для включения TLS указываем в application.properties:

После этого указываем Spring тип keystore, путь к нему и пароль:

Для проверки доступа создадим минимальный контроллер:

Запускаем проект. Попробуем сделать запрос с помощью curl:

Как видим, curl не доверяет сертификату сервера. Сделаем еще один запрос, указав наш CA сертификат в ключе —cacert:

curl —cacert CA-self-signed-certificate.pem https://localhost/

Hello, world!

На этот раз все сработало, TLS в Spring Boot работает! Мы на этом не остановимся, добавим в приложение аутентификацию клиента (указываем truststore):

Запускаем и снова пытаемся выполнить запрос:

curl —cacert CA-self-signed-certificate.pem https://localhost/

curl:

error:14094412:SSL routines:ssl3_read_bytes:sslv3 alert bad certificate

Очевидно, что сервер закрыл соединение, так как curl не предоставил никакого сертификата. Дополним запрос клиентским сертификатом и его закрытым ключом:

curl —cacert CA-self-signed-certificate.pem —cert Client-certificate.pem:password —key Client-private-key.key https://localhost/

Hello, world!

Ключи шифрования

Кроме подтверждения подлинности сайта, SSL-сертификат шифрует данные. После того как браузер убедился в подлинности сайта, начинается обмен шифрами. Шифрование HTTPS происходит при помощи симметричного и асимметричного ключа. Вот что это значит:

Чтобы установить HTTPS-соединение, браузеру и серверу надо договориться о симметричном ключе. Для этого сначала браузер и сервер обмениваются асимметрично зашифрованными сообщениями, где указывают секретный ключ и далее общаются при помощи симметричного шифрования.

Итак, какова функция протокола HTTPS?

Также стоит упомянуть, какой порт используется протоколом HTTPS по умолчанию. H TTPS использует для подключения 443 порт — его не нужно дополнительно настраивать

Протокол записи (Record Layer) — это уровневый протокол. На каждом уровне сообщения включают поля для длины, описания и проверки. Протокол записи принимает сообщения, которые нужно передать, фрагментирует данные в управляемые блоки, разумно сжимает данные, применяя MAC (message authentication code), шифрует и передаёт результат. Полученные данные он расшифровывает, проверяет, распаковывает, собирает и доставляет к более верхним уровням клиента.

Существует четыре протокола записи:

Если SSL реализация получает тип записи, который ей неизвестен, то эта запись просто игнорируется. Любой протокол, созданный для использования совместно с SSL, должен быть хорошо продуман, так как будет иметь дело с атаками на него. Заметим, что из-за типа и длины записи, протокол не защищен шифрованием. Внимание следует уделить тому, чтобы минимизировать трафик.

SSL клиент и сервер договариваются об установлении связи с помощью процедуры рукопожатия. Во время рукопожатия клиент и сервер договариваются о различных параметрах, которые будут использованы, чтобы обеспечить безопасность соединения:

На этом рукопожатие завершается, и начинается защищенное соединение, которое зашифровывается и расшифровывается с помощью ключевых данных. Если любое из перечисленных выше действий не удается, то рукопожатие SSL не удалось, и соединение не создается.

Протокол изменения параметров шифрования

Протокол изменения параметров шифрования существует для сигнализации перехода в режим шифрования. Протокол содержит единственное сообщение, которое зашифровано и сжато при текущем установленном соединении. Сообщение состоит только из одного бита со значением 1.

Сообщение изменения шифра посылается клиентом и сервером для извещения принимающей стороны, что последующие записи будут защищены в соответствии с новым договоренным CipherSpec и ключами. Принятие этого сообщения заставляет получателя отдать приказ уровню записи незамедлительно копировать состояние отложенного чтения в состояние текущего чтения. Сразу после послания этого сообщения, тот кто послал должен отдать приказ уровню записи перевести режим отложенной записи в режим текущей записи. Сообщение изменения шифра посылается во время рукопожатия, после того как параметры защиты были переданы, но перед тем как будет послано сообщение «finished».

Один из типов проверки, поддерживаемых в протоколе SSL записи, — это протокол тревоги. Сообщение тревоги передаёт трудности, возникшие в сообщении, и описание тревоги. Сообщение тревоги с критическим уровнем незамедлительно прерывает соединение. В этом случае другие соединения, соответствующие сессии, могут быть продолжены, но идентификатор сессии должен быть признан недействительным. Как и другие сообщения, сообщение тревоги зашифровано и сжато, как только указано текущее состояние соединения.

Сообщение приложения данных работает на уровне записи. Он фрагментируется, сжимается и шифруется на основе текущего состояния соединения. Сообщения считаются прозрачными для уровня записи.

Типы сертификатов HTTPS

Существует несколько типов сертификатов HTTPS. Их можно классифицировать по следующим критериям.

Проверка подлинности

В давние времена сертификаты HTTPS обычно содержали в поле CN единственный домен. Позже было добавлено «альтернативное имя субъекта» (SAN), чтобы один сертификат покрывал и дополнительные домены. В наши дни все сертификаты HTTPS создаются одинаково: даже в сертификате на единственный домен будет поле SAN для этого единственного домена (и второе поле SAN для версии www этого домена). Однако многие продавцы по историческим причинам по-прежнему продают сертификаты HTTPS на один и несколько доменов.

Разнообразие различных сертификатов показано в таблице:

Зачем устанавливать HTTPS

Как мы говорили ранее, главная задача HTTPS — обеспечение безопасности передачи данных. Однако существует ещё несколько причин перейти на защищённое соединение:

Незащищённое соединение в Яндекс. Браузере

Визуальное обозначение привлекает внимание пользователей и заставляет отказаться от посещения сайта, поэтому есть риск потерять потенциальных клиентов.

Сайты не обязаны работать исключительно по HTTPS-протоколу. Однако защита данных ― это важный элемент современной интернет-коммуникации. Когда сайт работает по небезопасному соединению, в браузере может отображаться ошибка «Подключение не защищено». Если вы пользователь, и встретили такое сообщение на просторах интернета, лучше покиньте небезопасный ресурс. Как исправить ошибку «Ваше подключение не защищено», если вы владелец сайта? Не стоит пренебрегать безопасностью клиентов, которые доверяют организациям свои личные данные. Закажите SSL-сертификат и переведите сайт на безопасное соединение HTTPS. Если вы уже выполняли эти настройки ранее, но на сайте всё равно сообщение об ошибке, следуйте инструкции.

Схема работы HTTPS

Итак, протокол HTTPS предназначен для безопасного соединения. Чтобы понять, как устанавливается это соединение и как работает HTTPS, рассмотрим механизм пошагово.

Для примера возьмём ситуацию: пользователь хочет перейти на сайт Рег.ру, который работает по безопасному протоколу HTTPS.

Протокол SSL обеспечивает защищённый обмен данными за счёт двух следующих элементов:

SSL использует асимметричную криптографию для аутентификации ключей обмена, симметричный шифр для сохранения конфиденциальности, коды аутентификации сообщений для целостности сообщений.

Протокол SSL предоставляет «безопасный канал», который имеет три основных свойства:

Преимуществом SSL является то, что он независим от прикладного протокола. Протоколы приложений (HTTP, FTP, TELNET и т. д.) могут работать поверх протокола SSL совершенно прозрачно, то есть SSL может согласовывать алгоритм шифрования и ключ сессии, а также аутентифицировать сервер до того, как приложение примет или передаст первый байт сообщения.

Двусторонний TLS

Двусторонний TLS или Two Way TLS или mutual TLS (mTLS) означает проверку сертификата клиента. Сервер после своего сообщения Certificate посылает запрос сертификата клиента CertificateRequest. Клиент в ответ отправляет Certificate, сервер производит проверку, аналогичную проверке сертификата сервера клиентом. Далее настройка TLS происходит в описанном выше порядке.

Аутентификация и обмен ключами

SSL поддерживает 3 типа аутентификации:

Если сервер аутентифицирован, то его сообщение о сертификации должно обеспечить верную сертификационную цепочку, ведущую к приемлемому центру сертификации. Проще говоря, аутентифицированный сервер должен предоставить допустимый сертификат клиенту. Каждая сторона отвечает за проверку того, что сертификат другой стороны ещё не истек и не был отозван.
Всякий раз, когда сервер аутентифицируется, канал устойчив (безопасен) к попытке перехвата данных между веб-сервером и браузером, но полностью анонимная сессия по своей сути уязвима для такой атаки. Анонимный сервер не может аутентифицировать клиента.
Главная цель процесса обмена ключами — это создание секрета клиента (pre_master_secret), известного только клиенту и серверу. Секрет (pre_master_secret) используется для создания общего секрета (master_secret). Общий секрет необходим для того, чтобы создать сообщение для проверки сертификата, ключей шифрования, секрета MAC (message authentication code) и сообщения «finished». Отсылая сообщение «finished», стороны указывают, что они знают верный секрет (pre_master_secret).

Анонимный обмен ключами

Полностью анонимная сессия может быть установлена при использовании алгоритма RSA или Диффи-Хеллмана для создания ключей обмена. В случае использования RSA клиент шифрует секрет (pre_master_secret) с помощью открытого ключа несертифицированного сервера. Открытый ключ клиент узнаёт из сообщения обмена ключами от сервера. Результат посылается в сообщении обмена ключами от клиента. Поскольку перехватчик не знает закрытого ключа сервера, то ему будет невозможно расшифровать секрет (pre_master_secret). При использовании алгоритма Диффи-Хеллмана открытые параметры сервера содержатся в сообщении обмена ключами от сервера, и клиенту посылают в сообщении обмена ключами. Перехватчик, который не знает приватных значений, не сможет найти секрет (pre_master_secret).

Аутентификация и обмен ключами при использовании RSA

В этом случае обмен ключами и аутентификация сервера может быть скомбинирована. Открытый ключ также может содержаться в сертификате сервера или может быть использован временный ключ RSA, который посылается в сообщении обмена ключами от сервера. Когда используется временный ключ RSA, сообщения обмена подписываются server’s RSA или сертификат DSS (???). Сигнатура содержит текущее значение сообщения Client_Hello.random, таким образом, старые сигнатуры и старые временные ключи не могут повторяться. Сервер может использовать временный ключ RSA только однажды для создания сессии. После проверки сертификата сервера клиент шифрует секрет (pre_master_secret) при помощи открытого ключа сервера. После успешного декодирования секрета (pre_master_secret) создается сообщение «finished», тем самым сервер демонстрирует, что он знает приватный ключ, соответствующий сертификату сервера.

Когда RSA используется для обмена ключами, для аутентификации клиента используется сообщение проверки сертификата клиента. Клиент подписывает значение, вычисленное из master_secret и всех предшествующих сообщений протокола рукопожатия. Эти сообщения рукопожатия содержат сертификат сервера, который ставит в соответствие сигнатуре сервера сообщение Server_Hello.random, которому ставит в соответствие сигнатуру текущему сообщению рукопожатия (???).

Аутентификация и обмен ключами при использовании Diffie-Hellman

В этом случае сервер может также поддерживать содержащий конкретные параметры алгоритм Диффи-Хеллмана или может использовать сообщения обмена ключами от сервера для посылки набора временных параметров, подписанных сертификатами DSS или RSA. Временные параметры хэшируются с сообщением hello.random перед подписанием для того, чтобы злоумышленник не смог совершить повтор старых параметров. В любом случае клиент может проверить сертификат или сигнатуру для уверенности, что параметры принадлежат серверу.

Если клиент имеет сертификат, содержащий параметры алгоритма Diffie-Hellman, то сертификат также содержит информацию, требующуюся для того, чтобы завершить обмен ключами. В этом случае клиент и сервер должны будут сгенерировать одинаковые Diffie-Hellman результаты (pre_master_secret) каждый раз, когда они устанавливают соединение. Для того, чтобы предотвратить хранение секрета (pre_master_secret) в памяти компьютера на время дольше, чем необходимо, секрет должен быть переведен в общий секрет (master_secret) настолько быстро, насколько это возможно. Параметры клиента должны быть совместимы с теми, которые поддерживает сервер для того, чтобы работал обмен ключами.

Полезные ресурсы

Для получения сертификаты HTTPS выполните следующие шаги:

Есть набор файлов, содержащих различные компоненты инфраструктуры публичных ключей (PKI): секретный и публичный ключи, CSR и подписанный сертификат HTTPS. Чтобы ещё больше всё усложнить, разные стороны используют разные названия (и расширения) для именования одной и той же вещи.

Для начала, есть два популярных формата хранения информации — DER и PEM. Первый из них (DER) бинарный, а второй (PEM) — это файл DER в кодировке base64 (текст). По умолчанию Windows напрямую использует формат DER, а мир свободных систем (Linux и UNIX) использует формат PEM. Существуют инструменты (OpenSSL) для конвертации файлов из одного формата в другой.

В качестве примеров мы будем использовать такие файлы:

Названия файлов (и расширения) не стандартизированы; можете использовать любые. Я выбрал такие названия, потому что они кажутся говорящими и делают очевидным, какую функцию выполняет каждый компонент. Вы можете использовать любую схему именования, которая для вас имеет смысл, главное — указать соответствующие файлы ключей и сертификата в командах и конфигурации сервера в процессе настройки.

Секретный ключ — это случайно сгенерированная строка определённой длины (мы используем 2048 бит), которая выглядит примерно так:

——BEGIN RSA PRIVATE KEY——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——END RSA PRIVATE KEY——

Держите ключ в секрете! Это значит, защитите его с помощью очень ограниченных разрешений (600) и никому не разглашайте.

Его напарник — публичный ключ — выглядит примерно так:

——BEGIN PUBLIC KEY——
MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAm+036O2PlUQbKbSSs2ik
6O6TYy6+Zsas5oAk3GioGLl1RW9Ni8kagqdnD69Et29m1vl5OIPsBoW3OWb1aBW5
e3J0x9prXI1W/fpvuP9NmrHBUN4ES17VliRpfVH3aHfPC8rKpv3GvHYOcfOmMN+H
fBZlUeKJKs6c5WmSVdnZB0R4UAWuQ30aHEBVqtrhgHqYDBokVe0/H4wmwZEIQTIN
WniCOFR5UphJf5nP8ljGbmPxNTnfb/iHS/chjcjF7TGMG36e7EBoQijZEUQs5IBC
eVefOnFLK5jLx+BC//X+FNzByDilTt+l28I/3ZN1ujhak73YFbWjjLR2tjtp+LQg
NQIDAQAB
——END PUBLIC KEY——

Запрос на получение сертификата выглядит примерно так:

——BEGIN CERTIFICATE REQUEST——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——END CERTIFICATE REQUEST——

Этот конкретный CSR содержит публичный ключ сервера и информацию о компании ACME Inc., которая находится в Лондоне, Великобритания, и владеет доменом example.com.

Наконец, подписанный сертификат HTTPS выглядит примерно так:

——BEGIN CERTIFICATE——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——END CERTIFICATE——

Все части связаны и должны соответствовать друг другу. Последний сертификат был сгенерирован только ради примера — это так называемый самоподписанный сертификат, потому что он не подписан признанным центром сертификации.

SSL использует среду с несколькими слоями, что обеспечивает безопасность обмена информацией. Конфиденциальность общения присутствует за счет того, что безопасное соединение открыто только целевым пользователям.

Работу протокола можно разделить на два уровня:

Первый слой, в свою очередь, состоит из трёх подпротоколов:

Протокол подтверждения подключения используется для согласования данных сессии между клиентом и сервером. К данным сессии относятся:

Протокол подтверждения подключения производит цепочку обмена данными, что в свою очередь начинает аутентификацию сторон и согласовывает шифрование, хеширование и сжатие.
Следующий этап — аутентификация участников, которая осуществляется также протоколом подтверждения подключения.

Протокол изменения параметров шифра используется для изменения данных ключа (keyingmaterial) — информации, которая используется для создания ключей шифрования. Протокол состоит всего из одного сообщения, в котором сервер говорит, что отправитель хочет изменить набор ключей.

Предупредительный протокол содержит сообщение, которое показывает сторонам изменение статуса или сообщает о возможной ошибке. Обычно предупреждение отсылается тогда, когда подключение закрыто и получено неправильное сообщение, сообщение невозможно расшифровать или пользователь отменяет операцию.

Протокол SSL использует сертификаты для проверки принадлежности открытого ключа его реальному владельцу.
Способы получения SSL-сертификата:

Самоподписанный сертификат — сертификат, созданный самим пользователем — в этом случае издатель сертификата совпадает с владельцем сертификата.
«Пустой» сертификат — сертификат, содержащий фиктивную информацию, используемую в качестве временной для настройки SSL и проверки его функциональности в данной среде.

Среди сертификатов SSL выделяют сертификаты, подтверждающие домен (англ. ) и расширенной проверки. Последний связывает доменное имя с реальным физическим или юридическим лицом.

Все сертификаты выпускаются в Центрах сертификации. Существует несколько разновидностей SSL-удостоверений. Обычно выделяют три типа — в соответствии с уровнем проверки, которая проводится перед выдачей:

Механизмы образования ключа для текущей сессии в SSL/TLS

Существует 4 основных алгоритма для образования ключей: RSA, Fixed Diffie-Hellman, Ephemeral Diffie-Hellman, Anonymous Diffie-Hellman

Основная статья: RSA

При «утере» приватного ключа RSA криптоаналитик, получивший его, получает возможность расшифровать все записанные прошлые сообщения и будущие сообщения. Реализация обмена ключей в RSA является односторонней: вся необходимая информация для образования симметричного ключа, который создается на этапе рукопожатия, пересылается на сервер и шифруется публичным ключом сервера. Раскрытие приватного ключа даёт возможность узнать симметричный ключ данной сессии.

Механизм Fixed Diffie-Hellman использует постоянный публичный ключ, который прописан в сертификате сервера. Это также означает, что при каждом новом соединении клиент предоставляет свою часть ключа. После обмена ключами образуется новый симметричный ключ для обмена информацией для текущей сессии. При раскрытии приватного ключа сервера криптоаналитик может расшифровать ранее записанные сообщения, а также все будущие сообщения. Это становится возможным из-за самого механизма. Так как криптоаналитик знает приватный ключ сервера, он сможет узнать симметричный ключ каждой сессии, и даже тот факт, что механизм образования ключа является двусторонним, не поможет.
Механизм Anonymous Diffie-Hellman не предоставляет гарантий секретности, ибо данные передаются незашифрованными.
Единственный вариант, при котором гарантируется безопасность прошлых и будущих сообщений — Ephemeral Diffie-Hellman. Разница по сравнению с ранее рассмотренными методами заключается в том, что при каждом новом соединении сервером и клиентом создается одноразовый ключ. Таким образом, даже если криптоаналитику достанется текущий приватный ключ, он сможет расшифровать только текущую сессию, но не предыдущие или будущие сессии.

Существует два основных способа шифрования данных: симметричное шифрование (общий секретный ключ) и асимметричное шифрование (пара открытый/приватный ключ).

SSL использует как асимметричную, так и симметричную криптографию.

Суть асимметричного шифрования заключается в том, что используется пара ключей. Один из ключей называется открытым (как правило, он публикуется в самом сертификате владельца), а второй ключ называется приватным — он держится в тайне. Оба ключа используются в паре: открытый ключ используется для того, чтобы зашифровать данные, а приватный — для того, чтобы расшифровать их. Такая взаимосвязь позволяет делать две важные вещи.

RSA — один из самых распространённых алгоритмов асимметричного шифрования.

При использовании симметричного шифрования один и тот же ключ используется как для шифрования, так и для расшифровывания данных. Если стороны хотят обменяться зашифрованными сообщениями в безопасном режиме, то у обеих сторон должны быть одинаковые симметричные ключи. Такой тип шифрования используется для большого объёма данных (так как симметричное шифрование является более быстрым). Обычно используются алгоритмы DES, 3-DES, RC2, RC4 и AES.

Протокол SSL использует шифрование с открытым ключом для взаимной аутентификации клиента и сервера (с помощью технологии цифровых подписей), а также для выработки сессионного ключа, который, в свою очередь, используется более быстрыми алгоритмами симметричной криптографии для шифрования большого объёма данных.

Хеш-значение является идентификатором сообщения, его размер меньше размера оригинального сообщения. Самыми известными хеш-алгоритмами являются MD5 (Message Digest 5), который создаёт 128-битное хеш-значение, SHA-1 (Secure Hash Algorithm), создающий 160-битное хеш-значение, SHA-2 и SHA-3. Результат работы алгоритма хеширования — значение, которое используется для проверки целостности передачи данных.

Протокол на уровне слоя записи получает зашифрованные данные от программы-клиента и передаёт их на транспортный слой. Протокол записи берёт данные, разбивает их на блоки и выполняет шифрование (расшифровывание) данных. При этом активно используется информация, которая была согласована во время подтверждения данных.

Протокол SSL позволяет использовать шифрование симметричным ключом, используя либо блочные, либо потоковые шифры. Обычно на практике применяются блочные шифры. Принцип работы блочного шифра заключается в отображении блока открытого текста в такой же блок шифрованного текста. Этот шифр можно представить в виде таблицы, содержащей 2128 строк, каждая строка содержит блок открытого текста M и соответствующий ему блок шифрованного текста C. Подобная таблица существует для каждого ключа.

Шифрование можно обозначить в виде функции

C = E(Key, M), где M — исходные данные, Key — ключ шифрования, С — зашифрованные данные.