传输层安全协议
根据维基百科
- 传输层安全协议(TLS)及其现已弃用的前身安全套接层(SSL)是旨在通过计算机网络提供通信安全的密码协议。这些协议的多个版本广泛应用于网络浏览、电子邮件、即时消息和互联网协议语音(VoIP)等应用程序中。网站可以使用 TLS 来保护其服务器和网络浏览器之间的所有通信。
实现
有多种 TLS 实现可用。OpenSSL 应该已经安装在您的系统上,因为它是base元软件包的间接依赖项(base > coreutils > openssl)。您的系统可能已经安装了 GnuTLS,因为许多软件包都需要它。
- OpenSSL — 适用于 TLS 和 SSL 协议的强大、商业级和功能齐全的工具包;也是一个通用的密码学库。
- GnuTLS — TLS、SSL 和 DTLS 协议的自由软件实现。为 X.509、PKCS #12 和其他结构提供 API。
- mbed TLS — 可移植的 SSL/TLS 实现,又名 PolarSSL。
- LibreSSL — OpenBSD 项目于 2014 年从 OpenSSL 分叉出来的 TLS/crypto 堆栈版本,其目标是使代码库现代化并提高安全性。
证书颁发机构
使用 TLS,一组证书颁发机构 (CA) 检查并签署来自服务器的公钥证书的真实性。通过 TLS 连接到服务器的客户端可以通过依赖 CA 的数字签名来验证其证书的真实性。为了检查数字签名,客户端必须拥有 CA 的公钥,该公钥通过单独的路径获得并存储为自签名证书。在 Arch Linux 上,默认的 CA 证书集由ca-certificates软件包提供。
Arch Linux 提供了一个集中的系统级接口来管理 CA 证书。此接口是来自 libp11-kit 软件包的库 /usr/lib/pkcs11/p11-kit-trust.so
,它为存储在 /usr/share/ca-certificates/trust-source/
(令牌“Default Trust”)和 /etc/ca-certificates/trust-source/
(令牌“System Trust”)中的证书提供 PKCS #11 API。
为了从命令行使用该接口,p11-kit 软件包提供了 trust(1) 实用程序。
对于尚未移植到 PKCS #11 并且使用自定义逻辑来管理 CA 证书的库,ca-certificates-utils 软件包提供了 update-ca-trust(8) 脚本。它将通过集中式接口获得的 CA 证书复制到 /etc/ca-certificates/extracted/
和 /etc/ssl/certs/
。
加载默认 CA 证书集机制概述
实现 | 机制 | Arch Linux 配置 |
---|---|---|
OpenSSL | 提供 API 函数,用于从硬编码的目录或文件中加载证书。SSL_CTX_set_default_verify_paths(3)。 | 默认文件为 /etc/ssl/cert.pem ,默认目录为 /etc/ssl/certs/ 。 |
GnuTLS | 提供 API 函数,用于从硬编码的目录、文件或配置的 PKCS #11 模块加载证书。在最后一种情况下,硬编码的 URL 允许加载任意受信任的证书,或标记为 trust-policy: yes 的模块上的受信任 CA 证书,可以选择使用其他过滤条件。[1]、[2]。 |
从标记为 trust-policy: yes 的 配置的 PKCS #11 模块加载所有受信任的 CA 证书。 |
网络安全服务 | 自动从动态配置的 PKCS #11 模块列表中加载证书,该列表使用专用 API 进行管理。配置可以存储在用户指向的任何目录中。该列表始终包含内置模块,该模块将对象存储在同一用户提供的目录中。[3]、modutil(1)。 | |
mbed TLS | 用户应加载证书。[4]。 | |
LibreSSL | 提供 API 函数,用于从硬编码的目录或文件中加载证书。libressl-SSL_CTX_load_verify_locations(3)。 | 默认文件为 /etc/libressl/cert.pem ,默认目录为 /etc/libressl/certs/ 。 |
信任管理
对于信任管理,提供了 trust(1) 实用程序。该实用程序在具有 trust-policy: yes
设置的 PKCS #11 模块列表上运行,并按 priority:
设置排序。有关模块配置的详细信息,请参阅 pkcs11.conf(5)。
列出信任存储项目
$ trust list
向信任存储添加证书
# trust anchor certificate.crt
证书应为 持久性、DER 或 PEM 格式(包括 OpenSSL 特定的受信任证书格式)。此命令将证书存储在通过查询模块列表找到的第一个可写令牌中。
从信任存储中移除证书
$ trust anchor --remove 'pkcs11:id=%00%11%22%33%44%55%66%77%88%99%AA%BB%CC%DD%EE%FF%00%11%22%33;type=cert'
覆盖默认信任
默认信任存储 p11-kit-trust.so
在 /etc/ca-certificates/trust-source/blocklist/
中包含一个阻止列表目录,并且其中的证书将被视为在所有用途上不受信任。
代表 /usr/share/ca-certificates/trust-source/
中证书的令牌始终是写保护的。要不信任默认证书颁发机构,可以将其提取到系统的阻止列表中
$ trust extract --format=pem-bundle --filter='pkcs11:id=%00%11%22%33%44%55%66%77%88%99%AA%BB%CC%DD%EE%FF%00%11%22%33;type=cert' /etc/ca-certificates/trust-source/blocklist/untrusted_authority.pem
或者,也可以从 /etc/ca-certificates/extracted/cadir/
路径将已提取的证书复制到阻止列表。有关更多信息,请参阅 update-ca-trust(8) § SOURCE CONFIGURATION。
获取证书
第一步是生成私钥。在生成密钥之前,使用 umask(例如 077
)设置限制性文件模式创建掩码。这确保了 openssl 写入的密钥是读取保护的。
椭圆曲线是较新的算法,并且正越来越多地被现代系统采用。预计 256 位椭圆曲线密钥在 2030 年之前提供足够的安全性[5]。Curve25519 是一种具有良好安全性和性能特性的椭圆曲线算法。
RSA 是一种较旧的密码系统,具有更高的兼容性,尤其是在不支持最新 TLS 版本的客户端中。但是,RSA 依赖于因式分解,这是一个密码学领域,由于更快的因式分解算法的开发,它可能变得越来越弱[6]。预计 2048 位 RSA 私钥在 2020 年代的大部分时间里提供安全性[7]。预计 4096 位 RSA 私钥可以提供更长时间的安全性(除非因式分解方面取得重大进展),但会对性能产生非常大的影响。可以使用 openssl speed rsa2048 rsa4096
[8] 对性能差异进行基准测试。
密钥生成后,可以从证书颁发机构通过证书签名请求 (CSR) 获取证书,或者证书可以是自签名的。虽然自签名证书可以轻松生成,但客户端默认会拒绝它们,这意味着需要配置每个客户端以信任自签名证书。
有关实际的生成命令,请参阅所用实现的文章
- 您可以从 ACME 的 Let's Encrypt 证书颁发机构获取免费的受信任证书。
- 您可以使用 mkcert 工具制作本地信任的开发证书。另请参阅 localhost 证书。
服务器端建议
由于存在针对 TLS 的各种攻击,应考虑最佳实践
- 禁用 SSLv3 以防止 POODLE 攻击。
- weakdh.org 的 TLS Diffie-Hellman 部署指南
- Mozilla 的服务器端 TLS 文章
- SSL Labs 的 SSL 和 TLS 部署最佳实践
- 常用服务的推荐 TLS/SSL 配置
检查 TLS
检查 TLS 的程序
检查 TLS 的网站
- https://dev.ssllabs.com/ssltest/(仅限 HTTPS)
- https://www.checktls.com/(仅限电子邮件)
- https://www.immuniweb.com/ssl/(任何端口)
- https://tls.imirhil.fr/tls(任何端口)
其他
ACME 客户端
自动证书管理环境 (ACME) 协议允许您从 证书颁发机构(如 Let's Encrypt)请求有效的 X.509 证书。
另请参阅 ACME 客户端列表。
- acme-cli — 又一个使用 Ruby 的 Letsencrypt (ACME) 客户端。
- acme-tiny — 一个 200 行的 Python 脚本,用于从 Let's Encrypt 颁发和续订 TLS 证书。
- acme.sh — 一个纯 Unix shell 脚本 ACME 客户端。
- acmetool — 一个易于使用的 ACME CLI,用 Go 编写。
- Certbot — Let's Encrypt 推荐的 ACME 客户端,用 Python 编写。
- dehydrated — ACME 客户端,包括对通配符证书的支持!用 Bash 编写。
- getssl — ACME 客户端,用 Bash 编写。
- lego — Lets Encrypt 客户端和 ACME 库,用 Go 编写。
- manuale — 一个完全手动 Let's Encrypt 客户端,用 Python 编写。
- ruby-acme-client — 一个用于 letsencrypt 的 ACME 协议的 Ruby 客户端。
- simp_le — 简单的 Let's Encrypt 客户端,用 Python 编写。
OCSP
在线证书状态协议 (OCSP) 受 Firefox 支持。Chromium 有其自己的机制[9]。
另请参阅 GnuTLS 的 ocsptool(1) 和 OpenSSL 的 ocsp(1ssl)。
HSTS
HTTP 严格传输安全协议 (HSTS) 机制受 Firefox、Chromium 和 wget (~/.wget-hsts
) 支持。