我们应该使用 TLS1.3 吗

概述

SSL(Socket Layer Security)和 TLS(Transport Layer Security) 都是属于安全协议,主要作用是保证客户端和服务端之间能安全通讯。SSL是较早的协议,TLS 是 SSL的替代者。

SSL 版本 1.0、2.0 和 3.0,TLS 版本 1.0、1.2 和 1.3。SSL协议和TLS1.0 由于已过时被禁用,目前TLS 1.3 是互联网上部署最多的安全协议,它是TLS最新版本 ,它增强了过时的安全性,并增加了更多的触控性。通过下面几点可以有个简单认识:

  • 最新 TLS1.3 的优点
  • 什么向前保密
  • 为什么选择 GCM 加密

TLS 1.3

现代浏览器支持 TLS 1.2 和 TLS 1.3 协议,但 1.3 版本要好得多。 TLS 1.3 对早期版本进行了多项改进,最明显的是简化了TLS握手操作,使得握手时间变短、网站性能得以提升、改善了用户体验,另外支持的密码套件更安全和简单。

密码套件

TLS/SSL 使用一种或多种密码套件。 密码套件是身份验证、加密和消息身份验证的算法组合。TLS 1.2 版使用的算法存在一些弱点和安全漏洞。在 TLS 1.3 中删除了这些算法:

  • SHA-1
  • RC4
  • DES
  • 3DES
  • AES-CBC
  • MD5

另外一个很重要的更新是TLS1.3 支持 perfect-forward-secrecy (PFS)算法。

向前保密

向前保密(PFS)是特定密钥协商协议的一项功能,如果一个长周期的会话密钥被泄露,黑客就会截获大量数据,我们可以为每个会话生成唯一的会话密钥,单个会话密钥的泄露不会影响该会话之外的任何数据。

TLS在早期版本的握手期间可以使用两种机制之一交换密钥:静态 RSA密钥和 Diffie-Hellman 密钥。 在 TLS1.3 中,RSA 以及所有静态(非 PFS)密钥交换已被删除,只保留了DHE、ECDHE

  • 临时 Diffie-Hellman (DHE)
  • 临时椭圆曲线 Diffie-Hellman (ECDHE)

可以查看网站的安全详情来确认它是否使用”ECDHE”或”DHE”。

为什么选择GCM

AES (Advanced Encryption Standard) 对称加密,它是高级加密标准。早期的加密标准DES(Data Encryption Standard) 已被弃用。

AES选择合适的加密模式很重要,应用比较多的两种模式 CBC 和 GCM。

CBC 密码分组链接模式

明文分块,第一个块使用初始化向量,后面的每个明文块在加密前与前一个密文块进行异或运算。

这种模式存在的问题:

  • 如果一个明文块的出现错误将影响后面的所有块。
  • 不能并行处理,限制了吞吐量。
  • 缺乏内置身份验证,会受到一些攻击,如:选择明文攻击 (CPA),选择密文攻击 (CCA) 等。

CTR 计数模式

明文分块按顺序编号,通过加密”计数器”的连续值来生成下一个密钥流块。CTR 模式非常适合在多核处理器上运行,明文块可以并行加密。
image.png

GCM 伽罗瓦/计数器模式

GCM = CTR + Authentication。其加密过程,明文块是按顺序编号的,然后这个块号与初始向量 组合并使用块密码E加密,然后将此加密的结果与明文进行异或以生成密文。

简单来说,GCM 是 CTR 身份验证的组合,它更快、更安全。它将接受流水线和并行化实现,并具有最小的计算延迟,所以它的应用更加广泛。

Nginx配置

支持TLS1.2

客户端最低版本

  • Supports Firefox 27+
  • Android 4.4.2+
  • Chrome 31+
  • Edge, IE 11 on Windows 7 or above
  • Java 8u31
  • OpenSSL 1.0.1
  • Opera 20+
  • Safari 9+
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server {
listen 443 ssl http2;
server_name www.xxx.com xxx.biz

# Path to certs
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/xxx.com.csr;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/xxx.com.key;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_cache shared:MySSL:10m;
ssl_session_tickets off;
ssl_dhparam /etc/nginx/ssl/xxx.com.dhparam.pem;

ssl_protocols TLSv1.2;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers off;

# 严格传输安全是一种策略机制,保护网站免受协议降级攻击和cookie 劫持等中间人攻击。
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;

# 是检查X.509 数字证书吊销状态的标准
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;

# 使用根 CA 和中间证书验证 OCSP 响应的信任链
ssl_trusted_certificate /etc/nginx/ssl/fullchain.pem;

# DNS
resolver 8.8.8.8 valid=10s;;
}

支持TLS1.3

客户端最低版本

  • Firefox 63+
  • Android 10.0+
  • Chrome 70+
  • Edge 75
  • Java 11
  • OpenSSL1.1.1
  • Opera 57
  • Safari 12.1
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server {
listen 443 ssl http2;
listen [::]:443 ssl http2;
server www.xxx.com;

ssl_certificate /etc/nginx/ssl/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/key.pem;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_cache shared:SharedNixCraftSSL:10m;
ssl_session_tickets off;

# TLS 1.3 only
ssl_protocols TLSv1.3;
ssl_prefer_server_ciphers off;

# 严格传输安全是一种策略机制,保护网站免受协议降级攻击和cookie 劫持等中间人攻击。
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;

# 是检查X.509 数字证书吊销状态的标准
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;

# 使用根 CA 和中间证书验证 OCSP 响应的信任链
ssl_trusted_certificate /etc/nginx/ssl/fullchain.pem;

# DNS
resolver 8.8.8.8 valid=10s;;
}

一般建议同时兼容1.2和1.3

1
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

测试

测试是否支持 TLS 1.2

1
curl -I -v --tlsv1.2 --tls-max 1.2 https://www.xxx.com/

测试是否支持 TLS 1.3

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curl -I -v --tlsv1.3 --tls-max 1.3 https://www.xxx.com/

原文:https://segmentfault.com/a/1190000041851442