Главная Блог TLS – что это

TLS – что это

Transport Layer Security (TLS), в переводе с английского «безопасность транспортного уровня», представляет собой протокол шифрования, который обеспечивает защиту данных, передаваемых по компьютерным сетям. Он используется для обеспечения конфиденциальности и целостности данных между клиентом и сервером во время их взаимодействия через интернет.

Основной целью TLS является защита конфиденциальности данных, предотвращение их подмены и обеспечение аутентификации сторон, участвующих в обмене информацией. Протокол шифрует данные, которые передаются между устройствами, делая их непригодными для понимания злоумышленниками, которые могли бы перехватить передачу. Это особенно важно при передаче чувствительной информации, такой как личные данные, пароли, банковская информация и т. д.

Протокол TLS является последователем протокола Secure Sockets Layer (SSL) и, фактически, часто называется SSL. Однако в связи с улучшениями и изменениями в протоколе, термин TLS более актуален для обозначения современных версий шифрования в сетях. Этот протокол используется во многих приложениях, таких как веб-браузеры, электронная почта, мессенджеры и другие сервисы для обеспечения безопасного обмена данными.

SSL и TLS

SSL (Secure Sockets Layer) и TLS (Transport Layer Security) представляют собой протоколы шифрования, используемые для обеспечения безопасной передачи данных по сети, особенно в Интернете. Основные различия между SSL и TLS следующее:

История и эволюция

Шифрование и безопасность

Совместимость

Версии

Применение термина

Подытожим: TLS считается более безопасным и предпочтительным в сравнении с устаревшими версиями SSL. Рекомендуется использовать именно его новые версии для обеспечения безопасности передачи данных в сети.

Среднее время реакции на обращение: 13,5 мин.
Среднее время решения задачи: 1 час 21 мин.

TLS: шифрование данных

Протокол TLS (Transport Layer Security) использует различные технологии для шифрования данных в целях обеспечения их конфиденциальности и защиты от несанкционированного доступа. Итак, как происходит сам процесс:

  • Когда клиент и сервер устанавливают соединение, они сначала выполняют процедуру рукопожатия. В ходе этой процедуры обмениваются параметрами и информацией, необходимой для установки безопасного канала связи.
  • Клиент и сервер договариваются о том, какие алгоритмы шифрования и другие параметры будут использоваться в текущем сеансе. Это включает в себя выбор методов шифрования для конфиденциальности данных и алгоритмов для обеспечения целостности данных.
  • Один из важных шагов в рукопожатии TLS – это обмен ключами. Обычно используется асимметричное шифрование, где клиент и сервер обмениваются публичными ключами. Эти ключи затем используются для установки секретного ключа (симметричного ключа) для дальнейшего шифрования и расшифровки данных.
  • Данные между клиентом и сервером начинают передаваться по симметричному ключу, который используется для шифрования и расшифровки данных в процессе их передачи.
  • Каждое сообщение, передаваемое между клиентом и сервером, шифруется с использованием установленного симметричного ключа. Это включает в себя как шифрование самого содержимого сообщения, так и добавление данных для обеспечения целостности (HMAC, hash-based message authentication code).
  • TLS также гарантирует целостность передаваемых данных. Для этого используется HMAC, который создается на основе хэша и ключа, обеспечивая проверку целостности данных при их приеме.
Этот протокол обеспечивает шифрование данных в процессе передачи, обеспечивая конфиденциальность и целостность информации между клиентом и сервером.

Алгоритмы шифрования в TLS

В этом протоколе используются различные алгоритмы шифрования для обеспечения конфиденциальности данных. Приведем примеры:

AES (Advanced Encryption Standard)

  • Является симметричным алгоритмом блочного шифрования, выбранным Национальным Институтом Стандартов и Технологий (NIST) в 2001 году. Он предоставляет высокий уровень безопасности и эффективности, а также поддерживается множеством программного и аппаратного обеспечения.
  • Может работать в различных режимах, таких как CBC (Cipher Block Chaining), GCM (Galois/Counter Mode) и других. Режим GCM часто используется в сочетании с TLS для обеспечения и конфиденциальности, и целостности данных.

3DES (Triple Data Encryption Standard)

  • Представляет собой симметричный алгоритм блочного шифрования, который является улучшенной версией оригинального DES. 3DES использует три ключа для выполнения тройного шифрования и обеспечивает более высокий уровень безопасности по сравнению с DES.
  • Хотя и был широко использован в прошлом, в настоящее время не рекомендуется для использования в новых системах из-за относительно низкой производительности и некоторых теоретических уязвимостей.

ChaCha20-Poly1305

  • ChaCha20 – это потоковый шифр, а Poly1305 – это аутентификационный код на основе хэш-функции. Они часто используются в сочетании в режиме шифрования с аутентификацией (AEAD) для обеспечения как конфиденциальности, так и целостности данных.
  • Является более современным алгоритмом и обеспечивает хорошую производительность, надежную безопасность и защиту от атак, таких как атаки на времени (timing attacks).
Выбор конкретного алгоритма зависит от поддержки сервера и клиента, а также от согласования параметров в процессе рукопожатия (handshake) в протоколе TLS. Обычно сервер и клиент выбирают наилучший общий алгоритм шифрования в зависимости от их возможностей.

Принцип работы TLS

Протокол обеспечивает безопасную передачу данных в сети, гарантируя конфиденциальность, целостность и аутентификацию. Как же он работает?

  • Процесс начинается с рукопожатия между клиентом и сервером. В ходе рукопожатия они устанавливают параметры для безопасного соединения, обмениваются информацией о поддерживаемых алгоритмах шифрования, генерируют ключи и подтверждают свою аутентичность.
  • Клиент отправляет серверу список поддерживаемых алгоритмов шифрования, и сервер выбирает один из них. Это включает в себя выбор алгоритма для шифрования данных, алгоритма для обеспечения целостности данных (часто используется HMAC), а также метода обмена ключами.
  • Выполняется обмен публичными ключами для установления секретного симметричного ключа. Обычно используется асимметричное шифрование для безопасного обмена ключами.
  • Устанавливается безопасная сессия. Сессионные ключи используются для шифрования и расшифровки данных, обеспечивая конфиденциальность информации.
  • Когда безопасная сессия установлена, все данные, передаваемые между клиентом и сервером, шифруются и расшифровываются с использованием установленного сессионного ключа. Это обеспечивает конфиденциальность передаваемой информации.
  • В зависимости от конфигурации TLS может обеспечивать аутентификацию сторон. Это может включать в себя аутентификацию сервера (SSL-сертификат), клиента (например, при использовании веб-сервисов, таких как клиентские сертификаты), или обеих сторон.
  • Для обеспечения целостности данных в каждом сообщении применяются механизмы хэширования (например, HMAC). Это позволяет обнаруживать любые изменения в передаваемых данных.
  • По завершении обмена данными или по истечении времени сеанс завершается. В ходе завершения сеанса также могут обмениваться дополнительными сообщениями, такими как «Finished» для подтверждения завершения.

TLS предоставляет множество уровней безопасности и гибких настроек, что делает его важным инструментом для обеспечения безопасности во многих протоколах и приложениях, включая HTTPS для веб-браузеров, почтовые протоколы и другие.

90% клиентов пришли к нам по рекомендации

Механизм возобновления сессий

Механизм возобновления сессий (Session Resumption) в протоколе Transport Layer Security позволяет устанавливать новые защищенные сеансы на основе ранее установленных безопасных сессий, что может улучшить производительность и снизить нагрузку на ресурсы.

  • В ходе обычного рукопожатия (handshake) при установлении первоначальной безопасной сессии устанавливаются сессионные ключи и другие параметры для шифрования данных.
  • Параметры сессии (включая сессионные ключи) сохраняются сторонами, обеспечивая их последующую возможность воспользоваться этой информацией для возобновления сессии в будущем.
  • Когда стороны решают установить новую защищенную сессию, они могут использовать сохраненные параметры сессии вместо повторного выполнения полного рукопожатия. Это может быть особенно полезно в случаях, когда клиент повторно подключается к тому же серверу.
  • Поскольку в процессе возобновления сессий не требуется полного обмена ключами и другой информацией, это позволяет существенно сократить количество передаваемых данных и уменьшить вычислительную нагрузку на сервер и клиент. В результате улучшается производительность и снижается задержка при установлении нового защищенного соединения.
Механизм возобновления сессий особенно полезен в сценариях, где клиенты часто подключаются к одному и тому же серверу, например, при многократных запросах к веб-сайту. Он может быть реализован различными способами, включая сохранение сессионных параметров на стороне сервера или использование специальных токенов для идентификации сохраненных сессий.

Защита от атак типа man-in-the-middle

tls-chto-eto

TLS предназначен для обеспечения безопасной передачи данных в сети, включая защиту от атак типа «man-in-the-middle» (MITM). Такая атака происходит, когда злоумышленник встраивается в коммуникационный канал между двумя узлами и перехватывает или изменяет передаваемые данные.

Как осуществляется защита:

  • Одной из основных функций TLS является шифрование данных между клиентом и сервером. Если злоумышленник перехватывает данные в процессе передачи, он увидит только зашифрованный текст, который без соответствующего ключа крайне сложно или практически невозможно расшифровать.
  • TLS позволяет сторонам взаимно аутентифицировать друг друга в ходе процесса рукопожатия. Например, сервер предоставляет свой SSL-сертификат, который может быть проверен клиентом. Это обеспечивает клиенту уверенность в том, что он связывается именно с тем сервером, с которым он хочет общаться.
  • Использование SSL-сертификатов в TLS обеспечивает доверие истинной идентичности сервера. Клиент проверяет подпись SSL-сертификата, чтобы удостовериться в его подлинности. Если злоумышленник подделывает сертификат, клиент будет предупрежден об этом.
  • Для обмена ключами в процессе рукопожатия, TLS может использовать протоколы, такие как Diffie-Hellman, который позволяет сторонам согласовать общий секретный ключ, не раскрывая его злоумышленникам, даже если они перехватывают процесс обмена.
  • В TLS включено использование хэш-функций и кодов аутентификации сообщений (HMAC), что позволяет проверить целостность данных. Если кто-то пытается изменить переданные данные, изменится и результат хэширования, что будет замечено на другом конце связи.
  • Браузеры и клиенты TLS строго проверяют SSL-сертификаты на предмет их действительности, подлинности и правильности цепочки сертификации. Если сертификат не проходит проверку, клиент может предупредить пользователя или даже отказаться от установки безопасного соединения.
Все эти меры совместно обеспечивают эффективную защиту от атак MITM в рамках протокола TLS. Однако важно также следить за обновлением протокола и поддержкой безопасных версий, чтобы минимизировать риски новых угроз и уязвимостей.

Версии TLS

Время от времени выпускаются новые версии протокола Transport Layer Security для улучшения безопасности и функциональности. Рассмотрим каждую.

TLS 1.0:

  • Год выпуска: 1999.
  • Это первая версия протокола, представившая TLS в качестве замены более старого протокола SSL. Предоставляет базовые механизмы шифрования и аутентификации.

TLS 1.1:

  • Год выпуска: 2006.
  • Внес изменения по сравнению с TLS 1.0 для улучшения безопасности. Например, добавлены новые методы хэширования и поддержка защиты от атак, таких как атаки на отказ в обслуживании (DoS).

TLS 1.2:

  • Год выпуска: 2008.
  • Это существенное обновление, предоставляющее более сильные алгоритмы шифрования и поддержку более безопасных методов обмена ключами. Внедрены дополнительные меры безопасности, такие как аутентификация алгоритмов шифрования и расширенные функции контроля целостности.

TLS 1.3:

  • Год выпуска: 2018.
  • Это самая последняя версия и представляет собой крупный шаг вперед в обеспечении безопасности и производительности. В TLS 1.3 убраны устаревшие и уязвимые протоколы, улучшены процессы рукопожатия, сократились задержки, и внедрены более современные алгоритмы шифрования. Все это способствует улучшению безопасности и производительности соединений TLS.

В настоящее время рекомендуется использовать TLS 1.3, поскольку это наиболее современная и безопасная версия протокола. Если по каким-то причинам TLS 1.3 недоступен, то следует использовать TLS 1.2. Избегайте использования устаревших версий, так как они могут быть уязвимы к некоторым атакам. Они не обеспечивают тот же уровень безопасности, что и более новые.

Выбор версии TLS также зависит от требований конкретного приложения, сервера или сетевого оборудования. Важно поддерживать обновленное программное обеспечение и следить за рекомендациями по безопасности.

Уязвимости TLS

Данный протокол является важным инструментом для обеспечения безопасной передачи данных в интернете. Однако он не является абсолютно идеальным, и в прошлом были выявлены различные уязвимости.

  • POODLE (Padding Oracle On Downgraded Legacy Encryption). Эта уязвимость была связана с использованием устаревших версий протоколов, таких как SSL 3.0. Атакующий мог использовать ошибки в обработке дополнительных байтов (padding) для расшифровки зашифрованных данных. Хотя атака направлена на SSL 3.0, многие реализации TLS поддерживают откат к SSL 3.0, что представляет опасность.
  • BEAST (Browser Exploit Against SSL/TLS). Атакует уязвимости в реализации протоколов блочного шифрования, таких как CBC (Cipher Block Chaining). Атакующий может использовать JavaScript в браузере жертвы для расшифровки защищенных cookie и данных сеанса.
  • Это уязвимость в реализации OpenSSL, библиотеки, используемой для многих реализаций TLS/SSL. Позволяет злоумышленнику читать чувствительные данные из памяти сервера, включая закрытые ключи и другую конфиденциальную информацию.
  • CRIME (Compression Ratio Info-leak Made Easy). Атакует использование сжатия данных в протоколе TLS. Злоумышленник может использовать утечку информации о сжатии для пошагового раскрытия конфиденциальных данных, таких как сессионные cookie.
  • FREAK (Factoring Attack on RSA-EXPORT Keys). Атакует использование устаревших шифров с экспортными ключами, которые были разработаны в период времени, когда США имели ограничения на экспорт криптографического программного обеспечения. Злоумышленник может заставить клиента использовать слабые шифры и затем провести атаку.
  • DROWN (Decrypting RSA with Obsolete and Weakened eNcryption). Атакует использование устаревших протоколов, таких как SSLv2, и позволяет злоумышленнику расшифровать зашифрованные данные путем перехвата и анализа трафика.
Важно отметить, что многие из вышеупомянутых уязвимостей были обнаружены и устранены в последних версиях протокола TLS. Именно поэтому для обеспечения безопасности следует использовать последние версии протокола, регулярно обновлять программное обеспечение и следовать советам по безопасности.

Обеспечить безопасность TLS

Обеспечение безопасности протокола TLS важно для защиты конфиденциальности, целостности и подлинности передаваемых данных. Вот несколько мер безопасности, которые могут быть приняты для обеспечения безопасности TLS:

  • Всегда следите за обновлениями протокола TLS и используйте последние версии, такие как TLS 1.3, которые предоставляют улучшенные механизмы безопасности и производительности.
  • Отключите поддержку устаревших версий протоколов, таких как SSL 2.0, SSL 3.0, и даже более ранние версии TLS 1.0 и TLS 1.1, которые могут содержать уязвимости.
  • Убедитесь, что сервер и клиент поддерживают современные и сильные алгоритмы шифрования. Для конфиденциальности данных лучше использовать алгоритмы, такие как AES-GCM и ChaCha20-Poly1305.
  • Используйте SSL-сертификаты с долгим сроком действия. Это поможет избежать частой смены сертификатов и предотвратит возможные ситуации с использованием устаревших сертификатов.
  • Обеспечьте аутентификацию сторон: сервер должен предоставлять SSL-сертификат, и клиент может быть также аутентифицирован при необходимости.
  • Используйте механизмы защиты от атак, такие как защита от атак на отказ в обслуживании (DoS), атаки на отказ в обслуживании через избыточные запросы (DDoS), и другие средства обнаружения и предотвращения атак.
  • Регулярно обновляйте программное обеспечение сервера и клиента для внедрения последних патчей безопасности и устранения известных уязвимостей.
  • Защищайте закрытые ключи сервера и периодически их обновляйте. Используйте средства хранения ключей, которые обеспечивают высокий уровень безопасности.
  • Конфигурируйте сервер TLS с учетом лучших практик безопасности, включая правильную настройку параметров шифрования, использование силы ключей и т. д.
  • Устанавливайте мониторинг безопасности для обнаружения подозрительной активности и ведите подробные журналы событий TLS для возможности анализа и реагирования на инциденты.
Следование этим мерам поможет сделать применение TLS более безопасным и устойчивым к различным угрозам.

Остались вопросы?

Оставьте заявку и наш менеджер свяжется с Вами в течение 15 минут

    Надоели непредвиденные
    расходы на ИТ?

    • Гарантируем фиксированную стоимость обслуживания на 2 года по договору
    • Включаем в тариф неограниченное количество экстренных вызовов
    • Первый месяц обслуживания за наш счет
    Рассчитать стоимость аутсорсинга
    Нажимая кнопку «Отправить», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для целей, определенных в Соглашении на обработку персональных данных