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提问时间:2017/12/21 16:25:24    楼主:未知网友   阅读量:407
今天碰到一个requests.exceptions.SSLError EOF occurred in violation of protocol (_ssl.c749)的问题,查阅stackoverflow,才知道原来是requests在发送请求的时候,会要求ssl的证书,但是我请求的站点可能是数字证书不被信任,所以出现这个错误,解决办法就是加一个属性verify=False,可以先简单的解决问题。

所以,这里又衍生出两个问题SSL/TLS协议的运行原理,以及为什么证书会不信任。

一、作用
不使用SSL/TLS的HTTP通信,就是不加密的通信。所有信息明文传播,带来了三大风险。
(1) 窃听风险:第三方可以货值通信内容。
(2) 篡改风险:第三方可以修改通信内容。
(3) 冒充风险:第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL/TLS协议就是为了解决这三大风险而设计的,希望达到
(1) 所有信息都是加密传播,第三方无法窃听。
(2) 具有校验机制,一旦被篡改,通信双方会立刻发现。
(3) 具备身份证书,防止身份被冒充。

二、基本的运行过程
SSL/TLS基本思路是采用公钥加密法,也就是说,客户端先向服务器端所要公钥,然后用公钥加密信息,服务器收到密文后,用自己的私钥解密
但是,这里有两个问题?
(1)如何保证公钥不被篡改
解决办法就是:将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的,公钥就是可信的。
(2)公钥加密计算量太大,如何减少耗用的时间?
解决的办法就是:每一个对话(session),客户端和服务器端都生成一个”对话密钥“,用它来加密信息,由于“对话密钥”是对称加密,所以运算速度非常快,而服务器公钥只用于加密“对话密钥”本身,这样就减少了加密运算的消耗时间。

因此,SSL/TLS协议的基本过程是这样的
(1)客户端向服务器端索要并验证公钥。
(2)双方协商生成“对话密钥”。
(3)双方采用“对话密钥”进行加密通信。

上面过程的前两步,又称为“握手阶段”

四、握手阶段的详细过程
“握手阶段”涉及四次通信,一个个分开来看,需要注意的是,“握手阶段”的所有通信都是明文的。
4.1、客户端发出请求
首先。客户端(通常是浏览器)先向服务器发出加密通信的请求,这被叫做clienthello请求。
在这一步,客户端主要向服务器提供以下信息
(1)支持的协议版本,比如TLS 1.0版。
(2)一个客户端生成的随机数,稍后用于生成“对话密钥”。
(3)支持的加密方法,比如RSA公钥加密。
(4)支持的压缩方法。

这里需要注意的是,客户端发送的信息之中不包括服务器的域名,也就是说,理论上服务器只能包含一个网站,否则会分不清应该向客户端提供哪一个网站的数字证书。这就是为什么同城一台服务器只能有一张数字证书的原因。
对于虚拟主机的用户来说,这很不方便。06年,TLS协议加入了一个Server Name Indication扩展,允许客户端向服务器提供它所请求的域名。

4.2 服务器回应

服务器收到客户端请求后,向客户端发出回应,这叫做severhello.服务器的回应包含以下内容
(1)确认使用的加密通信协议版本,比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致,服务器关闭加密通信。
(2)一个服务器生成的随机数,稍后用于生成“对话密钥。
(3)确认使用的加密方法,比如RSA公钥加密。
(4)服务器证书。

除了上面的这些信息,如果服务器需要确认客户端的身份,就会再包含一项请求,要求客户端提供“客户端证书”,比如,金融机构往往只允许认证客户连入自己的网络,就会向正式客户提供USB密钥,里面就包含了一张客户端证书。

4.3 客户端回应
客户端收到服务器回应以后,首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期,就会向访问者显示一个警告。由其选择是否还要继续通信。
如果证书没有问题,客户端就会从证书中取出服务器的公钥,然后,向服务器发送下面3个信息
(1)一个随机数,该随机数用服务器公钥加密,防止被窃听。
(2)编码改变通知,表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
(3)客户端握手结束通知,表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用来共服务器校验。

上面第一项的随机数,是整个握手阶段出现的第三个随机数。又称为“pre master key”。有了它以后,客户端和服务器就同时有了三个随机数,接着双方就用事先商定的加密方法,各自生成本次会话所用的同一把“会话密钥”。

为什么要用三个随机数来生成“会话密钥”?
不管是客户端还是服务器,都需要随机数,这样生成的密钥才不会每次都一样。由于SSL协议中证书是静态的,因此十分有必要引入一种随机因素来保证协商出来的密钥的随机性。
对于RSA密钥交换算法来说,pre master key 本身就是一个随机数,再加上hello消息中的随机,三个随机数通过一个密钥导出一个对称密钥
pre master的存在在于SSL协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数,如果随机数不随机,那么pre master secret就有可能被猜出来,那么仅适用pre master secret作为密钥就不合适了,因此必须引入新的随机因素,那么客户端和服务器加上pre master secret。
三个随机数一同生成的密钥就不容易被猜出了,一个伪随机数可能完全不随机,可是是三个伪随机数就十分接近随机了,每增加一个自由度,随机性增加的可不是一。

4.4 服务器的最后回应
服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key之后,计算生成本次会话所用的“会话密钥”。然后,向客户端最后发送下面信息
(1)编码改变通知,表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送
(2)服务器握手结束通知,表示服务器的握手阶段已经结束,这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用来供客户端校验
至此,整个握手阶段全部结束。