Защита электронной почты в Internet

версии SSL, поддерживаемый клиентом.

Случайное значение Генерируемая клиентом случайная структура, содер¬жащая 32-битовую метку даты/времени и 28 байтов, полученных с помо¬щью защищенного генератора случайных чисел. Эти значения используют¬ся в качестве оказий во время обмена ключами с целью защиты от атак воспроизведения.

Комплект шифров Список, содержащий наборы криптографических алго¬ритмов, поддерживаемых клиентом, перечисленные в порядке убывания их приоритета. Каждый элемент списка (каждый комплект шифров) опре¬деляет алгоритм обмена ключами для схем традиционного шифрования, вычислений значений MAC и другие параметры шифрования. Сервер в server_hello должен определить какой-либо комплект шифров.

Метод сжатия Список методов сжатия, поддерживаемых клиентом. Сервер в server_hello должен определить метод сжатии из доступных по списку.

Идентификатор сеанса Идентификатор переменной длины для данного се¬анса. Ненулевое значение говорит о намерении клиента обновить парамет¬ры имеющегося соединения или создать новое соединение в рамках того же сеанса. Нулевое значение вводится тогда, когда клиент намерен создать новое соединение в новом сеансе.

2-й этап – Аутентификация сервера и обмен ключами сервера.

Данный этап начинается с отправки сервером его сертификата, если требуется аутентификация сервера. Сообщение certificate (сертификат) требуется для любого из предлагаемых методов обмена ключами, кроме анонимного мето¬да Диффи-Хеллмана. При использовании метода Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами это сообщение сертификации (certificate) выполняет функции сообщения обмена ключами (server_key_exchange), поскольку в нем содержатся предлагаемые сервером открытые параметры алгоритма Диффи-Хеллмана.

Затем при необходимости может быть отправлено сообщение server_key_exchange (обмен ключами сервера). Отправка такого сообщения не требуется в двух случаях: (1) когда сервер отправил сертификат для метода Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами или (2) когда предлагается использовать схему обмена ключами RSA. Сообщение server_key_exchange необ¬ходимо в случаях, когда используются следующие схемы.

• Анонимный метод Диффи-Хеллмана.

• Метод Диффи-Хеллмана с одноразовыми параметрами. Сообщение содер¬жит такие же три параметра, как и в случае анонимного метода Диффи-Хеллмана, и еще подпись для этих параметров.

• Обмен ключами по схеме RSA, когда использующий RSA сервер имеет ключ RSA только для подписи.

• Fortezza.

После этого неанонимный сервер (т.е. сервер, не использующий анонимный метод Диффи-Хеллмана) может запросить сертификат клиента. Сообщение certificate_request (запрос сертификата) включает два параметра: certificate_type (тип сертификата, указывающий на применяемый алгоритм шифрования с открытым ключом) и certificate_authorities (центры сертификации). Центры сертификации - список имен до¬пустимых центров сертификации.

Последним (и единственным обязательным) сообщением второго этапа явля¬ется сообщение server_done, которым сервер извещает о завер¬шении фазы приветствия сервера ввиду отправки им всех соответствующих со¬общений. Это сообщение не имеет параметров. После отправки этого сообщения сервер переходит в режим ожидания ответа клиента.

3-й этап - Аутентификация клиента и обмен ключами клиента.

Получив сообщение server_done, клиент должен убедиться в том, что сервер предоставил действительный сертификат (если это требуется) и что параметры сообщения server_hello являются приемлемыми. Если проверка завершается ус¬пешно, клиент оправляет серверу следующие сообщения.

1. Если сервер запросил сертификат, клиент начинает данный этап с отправки серверу сообщения certificate. Если у клиента подходящего сертификата нет, клиент отправляет вместо него уведомление no_certificate (нет сертификата).

2. Следующим идет сообщение client_key_exchange (обмен ключами клиента), Содержимое этого сообщения зависит от выбранного метода обмена ключами и может быть следующим.

• RSA. Клиент генерирует 48-байтовый предварительный главный ключ и шифрует его с помощью открытого ключа из сертификата сервера или с помощью временного ключа RSA из сообщения server_key_exchange. Этот предварительный ключ позволяет вычислить главный ключ.

• Метод Диффи-Хеллмана с одноразовыми параметрами, или анонимный метод Диффи-Хеллмана. Отправляются открытые параметры клиента для метода Диффи-Хеллмана.

• Метод Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами. В данном слу¬чае открытые параметры клиента для метода Диффи-Хеллмана уже были отправлены в сообщении certificate, поэтому содержимое данного сообще¬ния оказывается пустым.

• Fortezza. Отправляются параметры клиента для алгоритма Fortezza.

В завершение данного этапа клиент может отправить сообщение certificate_verify (проверка сертификата), чтобы обеспечить средства прямой ве¬рификации сертификата клиента. Это сообщение отправляется вслед за сертифи¬катом клиента, поддерживающим подпись (т.е. вслед за любым сертификатом клиента, кроме тех, которые содержат параметры Диффи-Хеллмана с фиксиро¬ванными параметрами). Сообщение включает подпись хэш-кода предыдущего со¬общения.

4-ый этап – завершение создания защищённого соединения.

Клиент отправляет сообщение change_cipher_spec (изменение параметров шифрования) и копирует параметры шифрования из поля "комплект шифров" состояния ожидания в поле текущего состоя¬ния. Обратите внимание на то, что это сообщение не считается частью протокола квитирования, а отсылается в рамках протокола изменения параметров шифро¬вания (Change Cipher Spec Protocol). В ответ клиент немедленно отправляет со¬общение finished, шифрованное новым алгоритмом с новыми ключами и секрет¬ными значениями. Сообщение finished подтверждает, что процессы обмена клю¬чами и аутентификации завершились успешно. Содержимое сообщения finished представляет собой результат конкатенации следующих двух значений хэш-кода.

MD5 (master_secret || pad_2 || MD5 (handshake_messages || Sender || master_secret || pad_l)),

SHA (master_secret || pad_2 || SHA (handshake_messages || Sender || master_secret || pad_l)),

где Sender - код, указывающий на то, что отправителем является кли¬ент,

handshake_messages - все данные сообщений квитирования, за исключением данного сообщения.

master_secret – совместно применяемый главный секретный ключ, представляет собой однократно используемое 48-байтовое занчение (384 бита), генерируемое для данного сеанса в ходе защищённого обмена данными.

В ответ на эти два сообщения сервер посылает свое сообщение change_cipher_spec, переводит параметры шифрования состояния ожидания в те¬кущее состояние и посылает свое сообщение finished. На этом процесс квитиро¬вания завершается, и теперь клиент и сервер могут начать обмен данными на уровне приложения.

3. 6. Создание главного секретного ключа.

Создание главного ключа состоит из двух этапов. На первом этапе согласуется значение предварительного главного ключа (pre_master_secret), а на втором обе стороны вычисляют значение главно¬го ключа (master_secret). Для передачи друг другу значения pre_master_secret у сторон имеется два варианта.

• RSA. Генерируемый клиентом 48-байтовый ключ pre_master_secret шиф¬руется с помощью открытого ключа RSA сервера и отправляется клиентом серверу. Сервер дешифрует полученный шифрованный текст с помощью своего личного ключа и восстанавливает значение pre_master_secret.

• Метод Диффи-Хеллмана. И клиент, и сервер генерируют открытые ключи для алгоритма Диффи-Хеллмана. После обмена этими ключами каждая сторона выполняет определенные вычисления по методу Диффи-Хеллмана, в результате которых получается совместно используемое значение pre_master_secret.

Теперь обе стороны могут вычислить значение master_secret по схеме:

master_secret = MD5 (pre_master_secret ||

SHA ('A' || pre_master_secret || ClientHello.random || ServerHello.random)) ||

MD5 (pre_master_secret ||

SHA ('BB' || pre_master_secret || ClientHello.random || Server Hello.random)) ||

MD5 (pre_master_secret ||

SHA ('CCC' || pre_master_secret || ClientHello.random || ServerHello.random)),

где ClientHello.random и ServerHello.random являются значениями оказий, вхо¬дящих в оригинальные сообщения приветствия сторон (поле «случайное значение»).

3. 7. Генерирование криптографических параметров.

Для элемента “Параметры шифрования” поля “комплект шифров” требуются секретный ключ MAC клиента для записи, секретный ключ MAC сервера для записи, ключ клиента для записи, ключ сер¬вера для записи, вектор инициализации клиента для записи и вектор инициали¬зации сервера для записи. Все эти параметры генерируются из главного ключа путем применения функции хэширования к главному ключу с целью получения защищенной последовательности байтов достаточной длины.

Процедура генерирования ключей из главного ключа аналогична процедуре генерирования главного ключа из предварительного и показана ниже.

key_block = MD5 (master_secret ||

SHA ('A' || master_secret || ServerHello.random || ClientHello.random)) ||

MD5 (master_secret ||

SHA ('BB' || master_secret || Server Hello, random || ClientHello.random)) ||

MD5 (master_secret ||SHA('CCC' || master_secret || ServerHello.random