【网络安全实验】SSL协议的应用

目录

一、SSL协议介绍

2.功能与特点

1）数据加密

2）身份验证

3）数据完整性校验

3.SSL的工作流程（握手过程）

1）客户端问候（ClientHello）

2）服务器响应（ServerHello）

3）证书验证

4）密钥交换

5）完成握手

4.应用场景

1）HTTPS：

2）电子邮件：

3）VPN：

4）API通信

5.SSL/TLS的版本演进

6.优势与局限性

二、实验过程

实验环境

任务一:建立ssl网站

（一）建立“默认网站”网站首页

 （二）将默认网站首页更改为ssl网站

任务二: 客户机用户配置

任务三: 客户机对ssl网站的访问

三、实验结果

1.建立ssl网站

2.客户机用户配置

3.客户机对ssl网站的访问

实验中出现的问题与解决办法

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一、SSL协议介绍

SSL（Secure Sockets Layer）协议，即安全套接层协议，是一种为网络通信提供安全及数据完整性的安全协议，

1.历史与发展

        SSL 协议最初由网景公司（Netscape）在 1994 年开发，旨在为互联网上的通信提供安全保障。经历了多个版本的更新和改进，如 SSL 2.0、SSL 3.0。后来，IETF（互联网工程任务组）在 SSL 协议的基础上制定了 TLS（Transport Layer Security）协议，TLS 1.0 实际上就是 SSL 3.1。目前，SSL 3.0 及之前的版本由于存在安全漏洞，已逐渐被弃用，广泛使用的是 TLS 协议的相关版本，但人们仍习惯性地将两者统称为SSL/TLS。

2.功能与特点

1）数据加密

        通过非对称加密（如RSA、ECC）和对称加密（如AES）结合的方式，确保数据在传输过程中不可被窃听。

        类比：类似给信件加上密码锁，只有收件人能用对应的钥匙打开。

2）身份验证

        使用数字证书（由受信任的CA机构颁发）验证服务器身份，防止中间人攻击（MITM）。

        示例：浏览器会显示绿色锁形图标和证书信息，提示用户连接的是合法网站。

3）数据完整性校验

        通过哈希算法（如SHA-256）生成消息摘要，确保数据在传输中未被篡改。

        类比：类似在信件上贴防伪标签，收件人可验证内容是否被修改。

3.SSL的工作流程（握手过程）

具体过程如下：

SSL握手是建立安全连接的核心步骤，通常包括以下阶段：

1）客户端问候（ClientHello）

        客户端发送支持的SSL/TLS版本、加密算法列表及随机数。

2）服务器响应（ServerHello）

        服务器选择双方均支持的协议版本和加密算法，并发送数字证书及随机数。

3）证书验证

        客户端验证服务器证书的合法性（如检查签名、有效期、域名匹配等）。

4）密钥交换

        双方通过非对称加密协商生成对称密钥（如DH算法），后续通信使用该密钥加密。

5）完成握手

        双方交换“完成”消息，确认握手成功，开始加密通信。

4.应用场景

1）HTTPS：

        在万维网中，用于加密网页浏览器与服务器之间的通信，确保用户在浏览网页、登录账号、进行在线购物等操作时，数据的安全传输，防止用户信息被窃取或篡改。

2）电子邮件：

        保护电子邮件在发送和接收过程中的安全，防止邮件内容被泄露或篡改，如使用 SSL/TLS 加密的 SMTP、POP3 和 IMAP 协议。

3）VPN：

        在虚拟专用网络中，SSL 协议用于建立安全的隧道，使远程用户能够通过互联网安全地访问企业内部网络资源。

4）API通信

        移动应用与服务器间的数据交互通常依赖SSL加密。

5.SSL/TLS的版本演进

版本	发布时间	主要改进	安全性评价
SSL 2.0	1995年	首次支持加密	存在严重漏洞，已废弃
SSL 3.0	1996年	修复部分漏洞	2014年因POODLE攻击被禁用
TLS 1.0	1999年	改名为TLS，修复SSL 3.0问题	2020年起被主流浏览器弃用
TLS 1.2	2008年	支持更强的加密算法（如AES-GCM）	当前主流版本
TLS 1.3	2018年	简化握手流程，禁用弱加密算法	推荐使用

6.优势与局限性

1）优势

        提供了较为全面的安全保护，能够有效防止数据泄露、篡改和身份伪造等安全威胁，广泛应用于各种网络应用中，具有较高的兼容性和易用性。

2）局限性

        随着计算能力的提升和新的攻击技术出现，一些早期的 SSL 协议版本存在安全漏洞，如 POODLE 漏洞等。此外，SSL 证书的管理和更新也需要一定的成本和技术支持，对于一些小型网站或应用来说，可能存在一定的负担。

二、实验过程

实验环境

证书服务机：Windows Server 2003   IP：192.168.127.139

web服务器：Windows Server 2003   IP：192.168.127.101

客户机：Windows XP                         IP：192.168.127.128

任务一:建立ssl网站

（一）建立“默认网站”网站首页

1.打开web服务器Windows server2003，win+R 输入cmd进入终端，输入ipconfig查看当前的IP地址：192.168.127.101和子网掩码：255.255.255.0

2.在桌面新建一个文本文档index并将文件拓展名改为.html,在index.html输入下面内容：

使用浏览器打开，出现“这是我的网站首页”：

3.Win+R输入“mmc”进入控制台，右键“文件”添加管理单元，“添加/删除管理单元”——“添加”——勾选“Internet信息服务（IIS）管理器”，成功打开Internet信息服务（IIS）服务器

4.如图，鼠标右键“默认网站”，选择“打开”，即打开“默认网站”所在的文件夹：C：\inetpub\wwwroot，然后将刚刚新建的index.html移动到改文件夹下

完成后鼠标右键“刷新”，刷新完成之后控制台“默认网站”下出现index.html文件

5.右键“默认网站”，选择“属性”打开

点击“文档”，在“启用默认文档内容”将index.html上移到顶端，作为默认网站的首页，完成点击“应用”再“确定”。

6.此时可以右键“默认网站”，点击“浏览”。如果没有上一步，“默认网站”的首页将不会是刚刚新建的HTML文件生成的内容。

将index.html更改为默认网站首页成功后，点击“浏览”出现的首页如下：

 （二）将默认网站首页更改为ssl网站

1.打开上述“默认网站”，右键点击选“属性”

点击“目录安全性”选项卡,如图，点击“服务器证书”

2.在“ISS证书向导”中点击下一步，“新建证书”，下一步

  

“现在准备证书请求，但稍后发送”，下一步；名称“默认网站”，下一步

   

输入“单位”名称和“部门”名称，下一步；输入“公用名称”，再下一步

  

输入国家（地区），省份，市县，再下一步；在此注意一定要记住文件的路径,之后申请证书时,需要使用该文件的内容。下一步

 

下一步，成功生成文件，最后完成即可

3.在web服务器Windows Server2003中打开IE浏览器在地址栏中输入

http://192.168.127.139/certsrv/

192.168.127.139为证书服务器Windows Server2003的IP地址

点击“申请一个证书”

4.选择“高级证书申请”

5.接着选“使用 base64 编码的 CMC 或 PKCS #10 文件提交 一个证书申请，或使用 base64 编码的 PKCS #7 文件续订证书申请。”

6.在网页的“保存的申请处”，粘贴web服务器Windows Server2003的C:\ certreq.txt文本文件内的内容，点击“提交”即可

选择“是”

7.如下图，即证书申请成功：ID为5

8.在证书服务器Windows Server2003上打开mmc控制台添加证书颁发机构，在挂起的申请处颁发申请ID为5的证书

9.在web服务器Windows Server2003中，打开IE浏览器在地址栏中输入“http://192.168. 127.139/certsrv”，选“查看证书申请状态”

选“保存的申请证书”

10.选“下载证书链”,

选择“保存”

保存在C:\目录下

11.再打开mmc控制台右键选“默认网站”的“属性”

在“目录安全性”选项卡，选“服务证书”

12.安装证书步骤如下图

选择安装的证书的路径和名称：c:\certnew.p7b

完成后，点击：“查看证书”，查看安装的证书,颁发者为：publicCA，颁发给：jr，确定后ssl的网站建立完成.

13.再点击安全通信处的“编辑”

选上“要求安全通道”’和“要求客户端证书”,确定即可

任务二: 客户机用户配置

1.在Windows XP客户机上，用户首先要向证书服务器申请浏览器证书。

• 如图在WindowsXP客户机，打开IE浏览器在地址栏中输入“http://192.168. 127.139/certsrv”，选择“申请一个证书”

• 选择“Web浏览器证书”

• 输入信息：

• 申请ID为6

• 在Windows Server2003证书服务器给WindowsXP客户机颁发证书

2.安装颁发的web服务器证书

• 回到Windows XP浏览器，点击“查看挂起的证书申请的状态”

• 查看“Web浏览器证书”

• 安装此证书：

• 安装成功显示如下：

任务三: 客户机对ssl网站的访问

1.在客户机打开IE浏览器,在地址栏处输入“https://192.168.127.101/”，如图

（192.168.127.101为web服务器的IP地址）

2.接受证书，点击“Y”，选择数字证书为刚刚颁发的证书为，完成后点击“确定”

3.此时成功看到了SSL网站的内容,如图

三、实验结果

1.建立ssl网站

• 将index.html更改为默认网站首页成功后，点击“浏览”出现的首页如下：

• 颁发“服务器证书”成功后，“查看证书”如下：

• 选上“要求安全通道”’和“要求客户端证书”,确定完成ssl网站的建立

2.客户机用户配置

• 在Windows Server2003证书服务器给WindowsXP客户机颁发证书

• 安装成功显示如下：

3.客户机对ssl网站的访问

WindowsXP客户机成功实现对SSL网站的访问,如图

实验中出现的问题与解决办法

问题1：在“文档”，将index.html更改为“默认网站”的首页后，无法访问首页，出现“您未被授权查看该页”，“HTTP错误401.3-未经授权：访问由于ACL对请求资源的设置被拒绝”

解决办法：

打开index.html文件所在的目录C：\inetpub\wwwroot，右键index.html选择“属性”，点击“安全”，在[组或用户名称]添加新的组名：Everyone，并勾选Everyone的所有权限

问题2：客户机Windows XP浏览器找不到证书服务——public CA页面

解决办法：

在证书服务器Windows Server2003中：

进入：开始 -> 管理工具 ->IIS(Internet 服务器)- Web服务扩展 ，允许所有服务，之后回到Windows XP浏览器中打开颁发证书网页