具有擴充套件主金鑰時ssl/tls的主金鑰計算
夢之痕bhl 2020-02-19 17:12:28
簡介最近在基於openssl1.0.2t原始碼做開發，解密tls1.2資料報，出現部分資料報解密失敗的問題，通過定位發現，不同的https伺服器，在客戶端與服務端協商時部分擴充套件欄位有差異，導致計算金鑰失敗或錯誤，其中關於「extended master secret extension」，如果協商時具有此擴充套件字段，計算主金鑰的方式會有所差異，具體對此欄位的解釋，詳見rfc7627
tls金鑰計算流程
無「extended master secret」
在tls中，每個會話都有乙個「master_secret」，其計算方式如下：
master_secret = prf（pre_master_secret，「主密碼」，
clienthello.random + serverhello.random）
[0..47];12
3其中「pre_master_secret」是某些金鑰交換的結果協議。例如，當握手使用rsa密碼套件時，該值是由客戶端均勻隨機生成的。
具有「extended master secret」
全面協商擴充套件主金鑰後，握手時，「master_secret」的計算公式為：
master_secret = prf（pre_master_secret，「擴充套件的主金鑰」，
session_hash）
[0..47];12
3其中的session_hash的定義如下：
session_hash = 雜湊（handshake_messages）
1其中「handshake_messages」是指所有已傳送的握手訊息，或者從clienthello開始，直至幷包clientkeyexchange訊息，包括以下內容的型別和長度字段握手訊息。
三重握手
三重握手(triple handshake) (cve-2014-1295)：攻擊者（a）分別與客戶端（c）和伺服器（s）握手，協商出同乙個主金鑰；之後令客戶端（c）和伺服器（s）之間重新協商（renegotiation）或繼續（resumption）會話來握手。可攻破重新協商，tls exporter rfc5705和"tls-unique" rfc5929。
具體握手過程
c：客戶端。 a： 攻擊者 s：服務端
c向a傳送「 clienthello」，a將其**給s。
s向a傳送「 serverhello」，a將其**給c。
s將包含其證書鏈的「證書」傳送給a。
a用自己的證書鏈替換它，並將其傳送給c。
s向a傳送「 serverhellodone」，a將其**給c。
c向a傳送「 clientkeyexchange」，其中包含
「 pre_master_secret」，已使用a的公鑰加密。解密
「 pre_master_secret」，使用s的公鑰對其重新加密，並且
將其傳送給s。
c向a傳送「完成」。a計算其「完成」
與s連線並將其傳送給s。
s向a傳送「完成」。a計算其「完成」
與c的連線，並將其傳送給c。
通過以上方式，如果使用無「extended master secret」擴充套件欄位的計算方式將發現，從c->a和從a->s之間使用的會話金鑰是一樣的，這種叫做未知金鑰共享（unkown key-share（uks））攻擊。當使用
master_secret = prf（pre_master_secret，「擴充套件的主金鑰」，
session_hash）
[0..47];12
3的計算方式時，因為有session_hash，計算了所有協商訊息的hash，如果中間攻擊者a對協商訊息進行改動，則客戶端和服務端計算的hash值則不一樣，最後計算出的主金鑰也會不同。
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