在互联网的早期设计中,安全问题并未得到充分的考虑。因此,核心通信协议缺乏安全性,依赖于所有参与方的诚信行为。在互联网主要由大学等少数节点构成的时代,这种设计或许可行;但随着每个人都能够连接到互联网,这种设计便不再适用。
SSL(安全套接层)和TLS(传输层安全)是加密协议,旨在在不安全的网络基础设施上提供安全通信。如果正确配置这些协议,就能够与互联网上的任何服务建立安全的通信信道,确保与正确的服务器进行安全的信息交换(数据不会被窃取,并且在传输过程中保持完整)。这些协议保护着通信链路,即传输层,这也是TLS名称的由来。
安全并不是TLS的唯一目标。TLS实际上具有以下四个重要目标(按优先级排序)
1. 加密安全为愿意交换信息的双方启用安全通信。
2. 互操作性开发人员应当能够使用通用的加密参数开发程序和库,使得它们可以相互通信。
3. 可扩展性TLS是一个能够高效开发和部署加密协议的框架。它的目标是保持对实际应用无关的加密基础(如密码和哈希函数),从而在不需要创建新协议的情况下,允许从一种基础迁移到另一种。
4. 效率在实现上述所有目标的基础上,保持性能成本在可接受的范围内。这需要尽量减少昂贵的加密操作的执行次数,并提供会话缓存方案,以避免这些加密操作在随后的连接中被执行。
网络层是互联网的核心,它基于IP(互联网协议)和TCP(传输控制协议),这些协议用于将数据分割成小数据包进行传输。这些数据包在跨越全球的数千里传输中,需要经过多个国家的众多计算机系统(称为跃点)。由于核心协议本身不提供任何安全保障,任何有权访问通信链路的人都可以获取所有数据,并且可以在不被察觉的情况下篡改这些数据。
IP和TCP并不是唯一容易受到攻击的协议,还有一系列其他路由协议用于帮助构建网络上的其他计算机。DNS和BGP就是这样的两个协议,它们同样是不安全的,可以被攻击者通过多种方法劫持。如果发生这种情况,发往一台计算机的连接可能由攻击者响应。
通过加密,攻击者可能有能力访问加密数据,但无法解密或篡改数据。为了避免假冒攻击,SSL和TLS依赖于公钥基础设施(PKI)这一关键技术,以确保将流量发送到正确的接收端。
为了理解SSL和TLS的运作方式,我们需要从开放系统互联(OSI)模型的理论框架入手,该模型将所有功能映射到七个层次上。最底层是最接近物理通信链路的层,上面的层依次构建在下面的层之上,提供更高级别的抽象。最顶层是应用层,承载着应用数据。
在OSI模型中,TLS位于第五层,即会话层,而SSL通常被认为是TLS的前身,它们一起为应用层协议(如HTTP)提供了加密和身份验证的功能。TLS主要用于保护TCP协议之上的通信,当不需要加密时,TLS可以被从模型中移除,而不会对上层协议产生影响。当需要加密时,TLS可以用来加密HTTP以及其他依赖TCP的协议,如SMTP、IMAP等。
TLS的部署确保了数据的机密性和完整性,同时也提供了服务器身份验证的功能,从而提高了网络的安全性。随着网络攻击的日益复杂,正确理解和部署TLS对于保护敏感数据和确保网络通信的安全至关重要。
服务器的传输层与网络层安全如何
2025-08-06 19:41 点击:0