TLS(传输层安全).

TLS 位于应用协议(HTTP、SMTP、IMAP、gRPC 等)与传输层(通常是 TCP,QUIC 中是 UDP)之间,将明文双向流转换为经过认证与加密的通道。握手过程通过 X.509 证书认证服务端(可选认证客户端)、协商密码套件并派生会话密钥,通常使用椭圆曲线 Diffie–Hellman(ECDHE)实现前向保密——即使日后密钥泄露,也无法解密此前捕获的流量。

版本。 目前活跃使用的是 TLS 1.2(RFC 5246,2008)与 TLS 1.3(RFC 8446,2018)。TLS 1.3 移除了 RC4、CBC 模式、静态 RSA 密钥交换等陈旧算法,将握手压缩为一次往返,并新增可选的 0-RTT 会话恢复。SSL 2.0/3.0 与 TLS 1.0/1.1 已由 RFC 8996(2021)正式废弃。

真实弱点。 TLS 的问题往往出在实现而非设计。Heartbleed(CVE-2014-0160)通过畸形心跳请求读取 OpenSSL 服务器内存,包括私钥;POODLE(CVE-2014-3566)利用 SSL 3.0 的 CBC 填充;BEAST(CVE-2011-3389)与 Lucky Thirteen(CVE-2013-0169)则针对 TLS 1.0 的 CBC 模式。这些攻击推动业界转向 TLS 1.2+ 及 AES-GCM、ChaCha20-Poly1305 等 AEAD 算法。

防御。 禁用过时版本与密码套件,启用 OCSP stapling 与证书透明度(CT),强制 HSTS,定期轮换密钥,并在服务间通信与零信任架构中采用 mTLS。

flowchart TD
  A[Client Hello:版本 + 密码套件列表 + key share] --> B[服务器]
  B --> C[Server Hello:选定套件 + key share]
  C --> D[服务器发送 X.509 证书链]
  D --> E[客户端对照受信 CA 校验证书链]
  E --> F[ECDHE 交换派生共享密钥]
  F --> G[双方派生会话密钥]
  G --> H[加密的应用数据:AES-GCM / ChaCha20-Poly1305]