HTTPS 和 CA 证书

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https 通信中的流量劫持

尽管HTTPS协议在设计上已经考虑了数据加密和身份认证等安全机制，但仍然存在被劫持的可能性。仍有可能发生中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack，MITM）。在这种攻击中，攻击者会插入到客户端和服务端之间的通信链路中，同时对客户端冒充服务端，对服务端冒充客户端，从而实现对通信数据的篡改和窃取。HTTPS的安全性依赖于证书的合法性验证。证书由权威机构（如GlobalSign、VeriSign等）签发，客户端会通过验证证书的签发链来确认服务端的身份。然而，如果攻击者能够将一个伪造的证书安装到客户端的受信任根证书列表中，那么客户端就会错误地信任这个伪造的证书。这样浏览器在访问网站时，不会加以提示，这样攻击者便能成功劫持 HTTPS流量。致使数据被篡改。攻击者在接受服务端数据后，后篡改数据，然后再重新加密发送给客户端。这种篡改行为不仅会影响用户体验，还可能带来潜在的安全风险，例如通过广告链接传播恶意软件。

SSL解密在企业内网审计中的应用

在当今网络环境下，SSL/TLS加密虽保障了网络通信安全，但也给管理和监控带来了挑战。SSL解密技术可在不侵犯隐私的前提下，对加密流量进行审计和监控，广泛应用于企业内网审计、网络安全防护和合规性监控。它能审计HTTPS流量、邮件内容等，防止敏感信息泄露和不当行为，检测恶意软件，满足合规要求。深信服行为管理AC、H3C SecPath系列安全网关等具备用户上网行为管理的网络安全设备的文档中均有相关描述。

SSL解密主要分为两种方式：中间人解密和准入客户端代理解密。中间人解密通过设备截获客户端与服务器之间的SSL连接，解密后再重新加密转发。这种方式无需在终端设备上安装额外软件，适用于多种操作系统，但需要在终端设备上安装设备签发的根证书，否则会引发浏览器安全告警。此外，中间人解密对设备性能要求较高，尤其是在全解密场景下。准入客户端代理解密则通过在终端设备上安装准入客户端软件来代理SSL连接，这种方式的优点是无需消耗设备性能，审计内容更丰富，但仅支持Windows系统，部署复杂度较高。

在实际应用中，SSL解密的配置需要综合考虑多种因素。首先，设备证书管理是关键。设备需要生成或导入根证书，并将其安装到终端设备的受信任根证书颁发机构中，以消除浏览器安全告警。同时，解密策略的配置也非常关键。管理员可以根据实际需求选择对特定域名、IP或端口进行解密，并可以配置排除列表，避免对某些特定流量（如金融相关网站）进行解密。此外，为了优化性能，建议自定义域名进行解密，避免对过多流量解密导致设备性能下降。一些设备还支持使用硬件加速卡提升解密性能。

SSL解密技术在应用过程中也存在一些限制和注意事项。例如，它不支持QUIC协议，因此建议在解密策略中拒绝QUIC协议。对于SSL VPN的Easy Connect协议，需要在解密策略中排除SSL VPN服务器地址，以避免连接中断。此外，准入客户端代理解密仅支持Windows系统，而Mac和Linux系统建议使用中间人解密。对于虚拟机终端，不建议使用准入客户端代理解密。SSL解密通常被配置为对网上银行、在线支付等金融相关网站无效，以保护用户敏感信息。解密后的数据需要进行严格管理，防止隐私泄露。

参考

• 新增SSL解密策略-行为管理AC-深信服技术支持
• 43-HTTPS解密-新华三集团-H3C

火狐浏览器（120版本以前）拥有独立的证书信任列表

火狐浏览器在证书信任方面与其他浏览器有所差异。火狐拥有独立的证书信任列表（Mozilla根证书计划），用户访问网站时，火狐会严格检查网站证书是否在信任列表中，若发现问题（如证书颁发机构不受信任、证书过期等），会明确提示用户并阻止访问。其他浏览器如Chrome和Edge更多地依赖操作系统的证书库。其他浏览器虽也会验证证书，但可能更依赖操作系统结果，且在某些情况下允许用户绕过验证。

这种差异某种程度上可用于辅助鉴别计算机是否被植入可疑证书。例如，如果火狐提示某网站证书不受信任，而其他浏览器未提示或提示内容不同，可能表示证书存在问题。

但火狐从版本120开始已经自动信任操作系统中的第三方根证书。可通过取消勾选 允许 Firefox 自动信任您安装的第三方根证书选项 来关闭该功能。

网络服务提供商（ISP）在传输层对 HTTPS 流量进行拦截和处理的过程。这种行为通常发生在以下两种情境中：

• 运营商不需要解析 HTTPS 通信内容，仅转发数据包。这意味着浏览器和服务器之间的 HTTPS 证书信息不会改变，用户依然看到的是服务器的证书。这种方式对用户来说几乎是透明的，因为它不涉及数据内容的修改或替换。
• 运营商需要解析并重新组装 HTTPS 请求。这意味着代理需要获取到 HTTPS 的数据内容，然后由代理服务器生成一个新的 HTTPS 请求，使用代理服务器的证书发送到目标服务器。此时用户会看到代理服务器提供的证书，而不是直接与目标服务器通信的原始证书。这种行为可能导致用户浏览器的安全警告，因为证书不匹配。

运营商进行 HTTPS 代理的主要原因包括：

• 流量管理：通过代理可以更好地控制和管理网络流量，比如进行流量分析、优化网络性能或实施内容过滤。
• 内容审查：在某些国家，运营商可能被要求对网络内容进行审查，HTTPS 代理允许他们查看和修改加密数据。

在 2015 年前后，运营商的流量劫持行为导致网站启用全站 HTTPS，但这也促使运营商升级技术以继续实施代理。

2. 中间设备代理请求的困境

如果运营商的中间设备（如代理服务器）想要代理HTTPS请求，就会面临以下问题：

情况1：中间设备提供自己的证书

• 问题：客户端会收到一个与目标服务器不匹配的证书。客户端会验证证书的有效性，发现证书颁发机构或证书链与目标服务器的证书不一致，从而提示用户“证书错误”或“连接不安全”。这样用户会发现连接被篡改，代理行为会被暴露。

情况2：中间设备提供真正服务器的证书

• 问题：虽然证书验证可以通过，但中间设备没有服务器的私钥，无法解密客户端发送的加密数据。因此，它无法查看或修改传输中的内容。这样中间设备无法实现对HTTPS流量的中间人攻击（MITM）或内容审查。

中间设备如何实现代理

在某些合法场景下（如企业内部的安全审计或内容过滤），中间设备可以通过以下方式实现代理：通过企业内部的私有CA签发一个伪造的证书（伪装成目标服务器的证书）。客户端设备（如企业内部的电脑）被配置为信任这个私有CA。这样，客户端在连接时会认为中间设备的证书是合法的。中间设备使用伪造的证书与客户端建立加密连接，同时与目标服务器建立另一个加密连接。

4. 用户如何防范

用户可以通过以下方式防范中间设备的非法代理行为：

• 检查证书信息：在浏览器中查看证书的详细信息，确认颁发机构、证书链等是否与目标服务器一致。
• 使用可信的根证书库：确保设备上的根证书库是可信的，避免被植入非法的CA证书。
• 启用HSTS（HTTP严格传输安全）：HSTS可以强制浏览器只通过HTTPS连接，并防止证书错误被用户忽略。

类似案例：防火墙的 ssl 代理

防火墙涉及SSL代理的主要原因是为了增强安全性、提高可见性和满足合规性要求。SSL加密流量虽然保护了数据隐私，但也可能隐藏恶意行为。通过SSL代理，防火墙可以解密流量，进行深度安全检查，检测并阻止潜在威胁，同时确保使用更安全的加密协议。此外，SSL代理还能让防火墙查看加密流量的内容，实现更精细的流量控制和应用识别，满足某些行业对网络流量监控和审计的合规性要求。总之，SSL代理帮助防火墙弥补了对加密流量无法直接检查的不足，提升了网络的整体安全性和管理能力。

理论上，运营商如果试图对用户的 HTTPS 通信内容进行审查，很可能会导致浏览器提示连接不安全。通常需要对加密的通信进行解密和重新加密，这可能涉及以下几种情况：

1. 中间人攻击（MITM）：运营商可能会在用户和目标服务器之间插入一个代理服务器，对数据进行解密和重新加密。但这种操作会导致浏览器检测到证书链的异常，因为代理服务器生成的证书可能无法通过浏览器的信任验证。
2. 自签名证书：如果运营商使用自签名证书，或者证书不是由受信任的 CA 颁发，或者证书与目标域名不匹配，浏览器也会提示连接不安全。

因此，运营商对 HTTPS 通信内容的审查操作，可能会破坏 SSL/TLS 证书的完整性和可信性，从而导致浏览器发出安全警告。

理论上，运营商通过中间代理服务器劫持 HTTPS 通信内容是有可能的，但这种行为在实际操作中面临诸多限制和风险，并且需要满足特定条件。

可能的情况

1. 证书信任链的利用：如果中间代理服务器使用的证书是用户根证书信任链上的二级证书，那么浏览器可能会认为该证书是可信的。在这种情况下，如果用户没有察觉到证书的异常，攻击者就可能在用户不知情的情况下成功劫持 HTTPS 通信内容。
2. 用户主动信任：如果用户被诱导安装了攻击者提供的根证书，那么攻击者就可以通过中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack，MITM）来劫持 HTTPS 通信。例如，哈萨克斯坦政府曾要求用户安装其根证书，以便对包括 Facebook、Twitter 和 Google 等网站在内的 HTTPS 连接进行中间人攻击。

防范机制

1. 浏览器的安全提示：正常情况下，浏览器会验证 SSL 证书的有效性，包括证书是否由受信任的根证书颁发机构签发、证书是否过期、证书的域名是否与目标域名匹配等。如果证书验证失败，浏览器会向用户发出警告，提示连接可能不安全。
2. 用户的警惕性：用户在遇到证书错误提示时，应避免忽略警告继续访问网站。如果用户能够保持警惕，不轻易信任未知的证书，那么即使攻击者使用了合法的二级证书，也很难在用户不知情的情况下成功劫持 HTTPS 通信。

法律和道德风险

这种行为不仅侵犯了用户的隐私和安全，还可能违反相关法律法规。因此，运营商或其他机构在实施此类行为时需要承担严重的法律后果。

综上所述，虽然在特定条件下运营商劫持 HTTPS 通信内容是有可能的，但由于浏览器的安全机制和用户的警惕性，这种行为在实际中很难成功，并且会面临巨大的法律和道德风险。

在使用 RSA 算法的 TLS 握手过程中，会话密钥并不是由客户端单独生成的，而是由客户端和服务端共同基于相同的密钥材料生成的。

具体过程如下：

1. 客户端生成预主密钥（Pre-Master Secret）：客户端生成一个随机的预主密钥，并使用服务器的公钥对其进行加密，然后通过“Client Key Exchange”消息发送给服务器。
2. 服务端解密预主密钥：服务器收到加密的预主密钥后，使用其私钥进行解密，从而获得相同的预主密钥。
3. 双方生成会话密钥：客户端和服务端分别使用预主密钥、客户端随机数（Client Random）和服务端随机数（Server Random），通过密钥派生函数（PRF）生成最终的会话密钥。

因此，虽然客户端最初生成了预主密钥，但会话密钥的生成过程是双方共同完成的，且最终的会话密钥是相同的，用于后续的对称加密通信。

运营商在技术上可以实现代理用户的 HTTPS 请求，但这种代理行为受到严格的法律和安全限制，且在实际应用中需要满足特定条件。

技术可行性

1. HTTP CONNECT 隧道
   运营商可以通过 HTTP CONNECT 方法建立隧道来代理 HTTPS 请求。客户端向代理服务器发送 HTTP CONNECT 请求，指定目标服务器的主机名和端口。代理服务器建立到目标服务器的 TCP 连接后，返回 HTTP 200 响应，随后客户端与目标服务器之间的 HTTPS 流量通过代理服务器透传。

2. HTTPS 代理服务器
   运营商可以部署专门的 HTTPS 代理服务器，这些服务器可以接收客户端的 HTTPS 请求，建立加密隧道，并将请求转发到目标服务器。代理服务器在此过程中仅作为数据中转点，不涉及数据解密。

法律和安全限制

1. 数据隐私保护
   HTTPS 请求通过 SSL/TLS 加密，确保数据在传输过程中的安全性和隐私性。运营商无法解密 HTTPS 数据，除非用户明确授权或在特定的法律要求下（如协助调查犯罪行为）。

2. 证书验证机制
   HTTPS 的安全性依赖于证书验证机制。如果运营商试图篡改或解密 HTTPS 数据，客户端将无法通过证书验证，从而拒绝连接。

3. 法律合规性
   运营商在代理 HTTPS 请求时必须严格遵守相关法律法规，未经授权的监听或篡改行为是违法的。

实际应用场景

1. 网络管理
   运营商可能会使用代理技术进行网络管理，例如防止恶意流量、优化网络性能或防止 HTTP 劫持。

2. 用户授权服务
   在某些情况下，用户可能主动授权运营商代理其 HTTPS 请求，例如使用 VPN 服务或企业内部的安全审计。

总结

运营商可以实现代理用户的 HTTPS 请求，但这种代理行为必须符合法律和安全要求，且不能解密用户数据。用户在使用网络服务时，应确保自己的隐私和数据安全得到充分保护。

在 HTTPS 通信中，数据是通过加密的方式在客户端（如浏览器）和服务器之间传输的。为了实现加密，服务器会向客户端提供一个数字证书，客户端通过验证这个证书来确认服务器的身份，并建立加密连接。

当运营商的代理服务器介入 HTTPS 请求时，情况会发生以下变化：

1. 客户端与代理服务器之间的通信：

   • 客户端（如用户的浏览器）发起 HTTPS 请求，目标是访问目标服务器。
   • 但代理服务器会截获这个请求。
   • 代理服务器需要解密客户端的请求，因此它必须提供自己的证书给客户端。
   • 客户端会收到代理服务器的证书，而不是目标服务器的原始证书。
   • 客户端会尝试验证这个代理服务器提供的证书是否可信（例如，证书是否由受信任的证书颁发机构签发）。

2. 代理服务器与目标服务器之间的通信：

   • 代理服务器在解密客户端请求后，会重新组装一个新的 HTTPS 请求。
   • 代理服务器会使用自己的证书与目标服务器建立加密连接。
   • 目标服务器会验证代理服务器的证书，并与之建立加密通信。

为什么用户会看到代理服务器提供的证书？

这是因为代理服务器在客户端和目标服务器之间起到了“中间人”的作用。客户端与代理服务器之间的通信是加密的，代理服务器需要用自己的证书来建立这种加密连接。客户端无法直接与目标服务器通信，它只能看到代理服务器提供的证书。

为什么这可能导致安全警告？

如果代理服务器的证书没有被客户端信任（例如，证书不是由客户端信任的证书颁发机构签发，或者证书与目标服务器的域名不匹配），客户端（如浏览器）会发出安全警告，提示用户连接可能不安全。这是因为客户端无法验证代理服务器的证书是否真实可靠，从而无法确保数据的安全性和完整性。

目前没有公开报道显示运营商通过植入根证书来代理流量破解HTTPS的案例。不过，从技术角度来看，这种行为在理论上是可行的，但存在严重的法律和道德问题。

技术原理

如果运营商试图通过植入根证书来代理流量并破解HTTPS，其操作方式可能类似于中间人攻击（MITM）：

1. 植入根证书：运营商需要将自己控制的根证书植入用户的设备系统或浏览器中，让用户设备信任该证书。
2. 代理流量：当用户设备发起HTTPS请求时，运营商的代理服务器会截获流量，并向用户返回由其根证书签发的伪造证书。
3. 解密与转发：用户设备与代理服务器之间建立加密连接，代理服务器解密流量后，再以自己的身份与目标服务器建立真正的HTTPS连接，从而实现对用户流量的监控。

法律和道德问题

这种行为严重侵犯用户隐私和网络安全，违反了相关法律法规。例如，未经授权篡改用户设备的根证书信任列表属于非法行为。此外，运营商作为网络服务提供者，有责任保护用户数据的安全和隐私，而不是通过技术手段进行监控。

安全防护建议

用户可以通过以下方式保护自己的隐私和安全：

1. 检查系统证书：定期检查设备系统中的根证书列表，确保没有未经授权的证书。
2. 使用安全工具：安装安全软件，检测和防止恶意证书的植入。
3. 关注应用安全：对于需要网络通信的应用，确保其使用了严格的证书验证机制。

总之，虽然目前没有公开的运营商通过植入根证书破解HTTPS的案例，但用户仍需保持警惕，保护自己的网络安全和隐私。

在 HTTPS 加密通信中，使用的密钥并不是完全由客户端生成的，而是通过客户端和服务端共同协商生成的。以下是具体过程：

1. 密钥协商阶段
   在 TLS 握手过程中，客户端和服务端会通过一系列步骤协商出一个对称加密的会话密钥（Session Key）。这个密钥用于后续的加密通信。

2. 客户端生成随机数
   客户端会生成一个随机数（Client Random），并将其发送给服务端。服务端也会生成一个随机数（Server Random）。

3. 密钥交换算法
   根据选择的密钥交换算法（如 RSA、ECDHE 等），客户端和服务端会进一步协商密钥。例如：

   • 在 RSA 算法中，客户端会生成一个预主密钥（Pre-Master Secret），并使用服务端的公钥加密后发送给服务端。
   • 在 ECDHE 算法中，双方会通过椭圆曲线算法生成各自的公钥和私钥，并交换公钥，最终计算出相同的共享密钥。

4. 生成会话密钥
   最终，客户端和服务端会结合 Client Random、Server Random 和 Pre-Master Secret（或共享密钥）等信息，通过伪随机函数（PRF）生成主密钥（Master Secret），并进一步扩展出用于加密通信的会话密钥。

因此，HTTPS 加密通信中使用的密钥是通过客户端和服务端共同参与生成的，而不是由客户端单独生成的。

在 HTTPS 加密通信中，随机数的意义非常关键，它们用于确保每次会话的唯一性和安全性。以下是随机数在 HTTPS 中的两个主要作用：

1. 保证会话的唯一性
   客户端生成的随机数（Client Random）和服务端生成的随机数（Server Random）共同确保了每次 TLS 握手的唯一性。这意味着即使相同的客户端和服务端在不同的时间进行多次通信，每次通信的会话密钥也会不同，从而保证了会话的独立性和安全性。

2. 增加加密强度
   随机数的使用增加了加密算法的复杂性，使得攻击者难以预测或破解会话密钥。特别是在生成 Pre-Master Secret 或共享密钥时，随机数的参与使得密钥的生成过程更加随机和不可预测，从而提高了加密通信的安全性。

综上所述，随机数在 HTTPS 加密通信中起着至关重要的作用，它们确保了会话的唯一性和加密的强度，是 HTTPS 安全性的基础之一。

你说得很有道理！如果仅从会话密钥的角度来看，重放攻击确实无法直接获取会话密钥，因为会话密钥是在加密通信中动态生成的，并且是保密的。然而，重放攻击的威胁并不在于直接获取会话密钥，而在于通过重复发送截获的加密数据包来欺骗接收方，从而实现恶意目的。即使攻击者不知道会话密钥，他们仍然可以通过以下方式对系统造成威胁：

1. 重复操作导致的破坏

即使攻击者不知道会话密钥，他们仍然可以将截获的加密数据包（如请求或命令）重新发送给接收方。如果接收方没有采取措施防止重复请求，攻击者可能会导致系统重复执行某些操作。例如：

• 金融交易：攻击者可以重复发送转账请求，导致系统重复执行转账操作，从而盗取资金。
• 身份验证：攻击者可以重复发送登录请求，导致系统重复验证，甚至可能绕过某些安全机制。
• 命令执行：在工业控制系统中，攻击者可以重复发送设备控制指令，导致设备执行错误操作。

2. 利用合法请求的副作用

即使攻击者无法解密通信内容，他们仍然可以利用合法请求的副作用来实现攻击目的。例如：

• 拒绝服务攻击（DoS）：通过重复发送大量合法请求，攻击者可以消耗服务器资源，导致服务不可用。
• 触发错误或漏洞：某些系统可能对重复请求处理不当，从而触发错误或漏洞，攻击者可以利用这些漏洞进一步攻击系统。

3. 攻击者不需要知道会话密钥

重放攻击的核心在于重复发送截获的数据包，而不是解密数据。攻击者不需要知道会话密钥，因为加密数据包本身已经包含了足够的信息来欺骗接收方。例如：

• 如果一个系统没有检查请求的唯一性（如时间戳、序列号或一次性令牌），攻击者可以简单地将截获的加密数据包重新发送，系统可能会误以为这是一个新的合法请求。

防止重放攻击的关键措施

为了防止重放攻击，系统需要在协议层面采取措施，确保每次请求的唯一性和合法性，而不是仅仅依赖加密机制。以下是一些关键措施：

1. 时间戳：为每个请求添加时间戳，并设置合理的有效期。如果请求的时间戳过期或不合理，系统将拒绝该请求。
2. 序列号：为每个请求分配唯一的序列号，并确保系统检查序列号的连续性和唯一性。
3. 一次性令牌（Token）：为每个请求生成一次性令牌，令牌在使用后立即失效。
4. 挑战-响应机制：系统在每次通信时向用户发送一个随机挑战，用户必须根据挑战生成响应。由于每次挑战都是随机的，攻击者无法通过重放攻击来欺骗系统。
5. 完整性验证：通过数字签名或消息认证码（MAC）验证数据的完整性和来源，确保数据未被篡改。

总结

重放攻击的威胁不在于攻击者是否知道会话密钥，而在于他们可以通过重复发送截获的加密数据包来欺骗系统，从而导致系统重复执行某些操作或触发错误。因此，防止重放攻击的关键在于确保每次请求的唯一性和合法性，而不是仅仅依赖加密机制。