Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
SSL のハンドシェイクについて
Search
firedial
May 28, 2020
Technology
0
220
SSL のハンドシェイクについて
firedial
May 28, 2020
Tweet
Share
More Decks by firedial
See All by firedial
家計簿管理システム Midas について / balance system Midas
firedial
1
190
Other Decks in Technology
See All in Technology
FrontDoorとWebAppsを組み合わせた際のリダイレクト処理の注意点
kenichirokimura
1
710
Handling focus in 2024
tahia910
0
210
Grafana x PagerDuty Better Together
jacopen
1
250
非同期推論システムによるコスト削減と信頼性向上
koki_nishihara
1
360
JAWS-UG Bedrock Claude Night
yamahiro
3
690
推しは推せるときに推せ! プロダクトにフィードバックしていこう
nakasho
0
450
開発パフォーマンスを最大化するための開発体制
ham0215
7
1.1k
どうするコスト最適化のトレードオフ
tetsuyaooooo
1
700
LLM開発・活用の舞台裏@2024.04.25
yushin_n
3
1.1k
ゼロから始めるVue.jsコミュニティ貢献 / first-vuejs-community-contribution-link-and-motivation
lmi
1
150
Microsoft for Startups Founders Hub_20240429 update
daikikanemitsu
1
2.4k
Amplify 🩷 Bedrock 〜生成AI入門〜
minorun365
PRO
8
400
Featured
See All Featured
Why Our Code Smells
bkeepers
PRO
331
56k
How GitHub (no longer) Works
holman
305
140k
Facilitating Awesome Meetings
lara
43
5.6k
YesSQL, Process and Tooling at Scale
rocio
165
13k
RailsConf 2023
tenderlove
8
550
Robots, Beer and Maslow
schacon
PRO
155
7.9k
Practical Orchestrator
shlominoach
183
9.7k
Responsive Adventures: Dirty Tricks From The Dark Corners of Front-End
smashingmag
245
20k
What’s in a name? Adding method to the madness
productmarketing
PRO
17
2.7k
The Power of CSS Pseudo Elements
geoffreycrofte
61
5k
Side Projects
sachag
451
41k
Design by the Numbers
sachag
274
18k
Transcript
SSL のハンドシェイクについて 〜絶対に守りたい秘密がある〜
自己紹介
自己紹介 • 名前: firedial • 生後: 10075日目 • 出身: 滋賀県東近江市
• 仕事: サーバーサイドエンジニア(PHP のはずだが最近は Vue.js と TypeScript を触っている) • 趣味: ビリヤード(自粛中)、都内散策(自粛中)、カメラ(自粛 中)、雀魂
今日のお話 • https 通信使われている技術ってなんだろう?? ◦ SSL というプロトコルが使われている!! ▪ どのように安全性が確保されているのだろうか? •
気になって調べてみた
前提知識
説明するに当たって必要な知識 • 共通鍵暗号方式 • 公開鍵暗号方式 • ハイブリッド暗号方式 • ハッシュ関数 •
メッセージダイジェスト • SSL/TLS
共通鍵暗号方式 • 秘密を共有したい 2 者間で同じ鍵を使う方式 • 種類: DES, 3DES, AES,
RC4 • 長所: 公開鍵暗号方式と比べて処理が早い • 短所: 通信する相手ごとに鍵を準備しないといけない
公開鍵暗号方式 • 暗号化する鍵と復号する鍵が異なる方式 • 種類: 後述 • 長所: 公開鍵と秘密鍵を 1
組作成すれば使いまわせる • 短所: 共通鍵暗号方式に比べて処理が遅い
公開鍵暗号方式 • 公開鍵暗号の目的は暗号化、鍵交換、署名の 3 つがある • 鍵交換 ◦ DH, RSA,
楕円曲線暗号 • 暗号化 ◦ RSA, 楕円曲線暗号 • 署名 ◦ RSA, DSA, 楕円曲線暗号 ※楕円曲線暗号は特定のアルゴリズムを指すものではない
ハイブリッド暗号 • 共通鍵暗号と公開鍵暗号両方使う方式 • 公開鍵暗号は共通鍵暗号の共通鍵を共有するために使う • 共有後は共通鍵を使って暗号化する ◦ SSL もこの方式である
ハッシュ関数 • 任意の長さのデータを固定長のデータに圧縮する、次の性質 を持つ関数 ◦ 一方向性 ◦ 第 2 原像計算困難性
◦ 衝突困難性 • MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-512
メッセージダイジェスト • ハッシュ関数は MAC (Massage Authentication Code) という 技術でも使われる •
送信側と受信側で共通している秘密鍵 (MAC 鍵という) を用 いて真正性と完全性を保証する
メッセージダイジェスト(例) • MAC 鍵: hito_no_okane_de_yakiniku_tabetai • 送信したいメッセージ: 5000_choen_hoshii • sha-256(5000_choen_hoshii
+ hito_no_okane_de_yakiniku_tabetai) = b1b575b2ddd2057d254ef731b7106bef41af5f53277475e01789a31e31b3f7b6 • 送信者は 5000_choen_hoshii とハッシュ値 (MAC 値という) b1b57… を送る • 受信者は受け取ったメッセージと共有している MAC 鍵でメッ セージが正しいか検証する
SSL/TLS • SSL とは 2 台のマシン間を結ぶ安全な通信路を提供するプロ トコル • TLS は
SSL の後続のプロトコル • その二つは(中身は似ているものの)違うものである • TLS であっても SSL や SSL/TLS と呼ことが多い(らしい)
SSL のハンドシェイク
SSL 通信の全体像 クライアント サーバ TCP の 3 ウェイハンドシェイク SSL のハンドシェイク
データ転送 SSL の終了 TCP の切断 TCP SSL
SSL のハンドシェイクの目的 SSL のハンドシェイクの目的は 3 つある • クライアントとサーバでデータ保護にどのアルゴリズムを使う か共有する •
その暗号技術に使われる鍵を共有する • クライアントの認証 (必須ではない)
データ保護のアルゴリズム 暗号スイート 認証 鍵交換 暗号 ダイジェスト 番号 TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA RSA RSA
3DES_EDE_CBC SHA 0x000A TLS_DH_DSS_WITH_3DES_EDE_CBC_ SHA DSS DH 3DES_EDE_CBC SHA 0x000D TLS_RSA_WITH_RC4_128_MD5 RSA RSA RC4_128 MD5 0x0004 ※他にも暗号スイートはたくさんある https://tools.ietf.org/html/rfc5246#page-75
実際の接続
全体の流れ 右図のようなハンドシェイクを 行なっている ※次ページ以降で詳細を説明して いくが、今回の話題から逸れるとこ ろは割愛している クライアント サーバ Handshake: ClientHello
Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
ClientHello • クライエントが使用できる 暗号スイート一覧を送る • 鍵生成用にランダムな 32 バイトの値を送る (client_random) クライアント
サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
ServerHello • どの暗号スイートを選ん だか送る • 鍵生成用にランダムな 32 バイトの値を送る (server_random) クライアント
サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
Certificate • 公開鍵を送信する クライアント サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送
Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
ServerHelloDone • このフェーズのすべて送 信が完了したことを知ら せる • Certificate の後に送信で きるオプションがあるため クライアント
サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
ClientKeyExchange • Certificate で受け取った 公開鍵で暗号化した pre_master_secret と呼 ばれる鍵を送信する ※暗号化ではなく、鍵交換ア ルゴリズムでもよい
クライアント サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
ChangeCipherSpec • 送信側の実装がネゴシ エート済みの別のアルゴ リズムと鍵の素材に切り 替えたことを通知 • 後続のメッセージからそ れらのアルゴリズムを使う ことを通知
クライアント サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
Finished • ネゴシエートされた暗号 技術で暗号化される最初 の通信 • ハンドシェイクのメッセー ジのダイジェストを送信す る(改竄検知のため) クライアント
サーバ Handshake: ClientHello Handshake: ServerHello データ転送 Handshake: Certificate Handshake: ServerHelloDone Handshake: ClientKeyExchange ChangeCipherSpec Handshake:Finished ChangeCipherSpec Handshake:Finished
鍵の生成 • client_random, server_random, pre_master_secret を用い て master_secret を作る •
master_secret, client_ramdom, server_random を用いて共 通鍵暗号の共通鍵、 MAC 鍵を作成する ◦ これによって暗号通信が行われる!
まとめ
まとめ • SSL 通信の暗号方式は、共通鍵と公開鍵両方をつかうハイブ リッド方式を使っている • ハンドシェイクは実質 2 往復しかしていない(意外!) •
master_secret から共通鍵や MAC 鍵が作られている
もっと話したかったこと • サーバの公開鍵は本物であることを示す方法 • master_secret の作り方 • 暗号化、復号の計算コスト • ディジタル署名
参考文献
参考文献 • マスタリングTCP/IP 情報セキュリティ編 (齋藤孝道 著) 2013年 p15-16, p35-36, p55,
p58, p124 • マスタリングTCP/IP SSL/TLS編 (Eric Rescorla 著、齋藤 孝道 監訳、鬼頭 利之 監 訳、古森 貞 監訳) 2003年 p52-61, p75, p83-95 • 情報処理推進機構(IPA) PKI 関連技術情報, 2.2.4 公開鍵暗号方式の種類 2009/9/1 最終更新 (最終閲覧日: 2020/5/24) https://www.ipa.go.jp/security/pki/022.html