Основная функция протокола TLS состоит

Основная функция протокола TLS состоит в обеспечении защиты и целостности данных между двумя взаимодействующими приложениями, одно из которых является клиентом, а другое – сервером.
Протокол TLS (Transport Layer Security) разрабатывался на основе спецификации протокола SSL 3.0 (Secure Socket Layer), опубликованного корпорацией Netscape. Различия между данным протоколом и SSL 3.0 несущественны, но важно заметить, что TLS 1.0 и SSL 3.0 несовместимы, хотя в TLS 1.0 предусмотрен механизм, который позволяет реализациям TLS иметь обратную совместимость с SSL 3.0.
Перечислим задачи протокола TLS в порядке их приоритета:

Криптографическая безопасность: TLS должен использоваться для установления безопасного соединения между двумя участниками.
Интероперабельность: независимые разработчики могут создавать приложения, которые будут взаимодействовать по протоколу TLS, что позволит устанавливать безопасные соединения.
Расширяемость: TLS формирует общий каркас, в который могут быть встроены новые алгоритмы открытого ключа и симметричного шифрования. Это также избавляет от необходимости создавать новый протокол, что сопряжено с опасностью появления новых слабых мест, и предотвращает необходимость полностью реализовывать новую библиотеку безопасности.
Относительная эффективность: криптографические операции интенсивно используют ЦП, особенно операции с открытым ключом. Для этого вводится понятие сессии, для которой определяются алгоритмы и их параметры. В рамках одной сессии может быть создано несколько соединений (например, ТСР). TLS позволяет кэшировать сессии для уменьшения количества выполняемых действий при установлении соединения. Это снижает нагрузку как на ЦП, так и на трафик.

Протокол состоит из двух уровней. Нижним уровнем, расположенным выше некоторого надежного протокола (а именно, протокола ТСР) является протокол Записи. Протокол Записи обеспечивает безопасность соединения, которая основана на следующих двух свойствах:

Конфиденциальность соединения. Для защиты данных используется один из алгоритмов симметричного шифрования.

Ключ для этого алгоритма создается для каждой сессии и основан на секрете, о котором договариваются в протоколе Рукопожатия. Протокол Записи также может использоваться без шифрования.
Целостность соединения. Обеспечивается проверка целостности сообщения с помощью МАС с ключом. Для вычисления МАС используются безопасные хэш-функции SHA-1 и MD5. Протокол Записи может выполняться без вычисления МАС, но обычно функционирует в этом режиме.

Протокол Записи используется для инкапсуляции различных протоколов более высокого уровня. Одним из протоколов более высокого уровня является протокол Рукопожатия, который использует протокол Записи в качестве транспорта для ведения переговоров о параметрах безопасности. Протокол Рукопожатия позволяет серверу и клиенту аутентифицировать друг друга и договориться об алгоритмах шифрования и криптографических ключах до того, как прикладной протокол, выполняющийся на том же уровне, начнет передавать или принимать первые байты данных.
Протокол Рукопожатия обеспечивает безопасность соединения, которая основана на следующих свойствах:

Участники аутентифицированы с использованием криптографии с открытым ключом (т.е. с использованием алгоритмов RSA, DSS и т.д.). Эта аутентификация может быть необязательной, но обычно требуется по крайней мере для сервера.
Переговоры о разделяемом секрете безопасны, т.е. этот общий секрет невозможно подсмотреть.
Переговоры о разделяемом секрете надежны, если выполнена аутентификация хотя бы одной из сторон. В таком случае атакующий, расположенный в середине соединения, не может модифицировать передаваемый секрет незаметно для участников соединения.

Одно из преимуществ TLS состоит в том, что он независим от прикладного протокола. Протоколы более высокого уровня могут прозрачно располагаться выше протокола TLS.

Данная функциональность позволяет избежать посылки CRL в определенных сетях и тем самым сократить трафик.
Для того чтобы поддерживать перечисленные выше расширения, вводятся дополнительные механизмы для сообщений Hello клиента и сервера.
Описываемые расширения могут использоваться клиентами TLS 1.0 и серверами TLS 1.0. Расширения поддерживают обратную совместимость – это означает, что клиенты TLS 1.0, которые поддерживают расширения, могут общаться с серверами TLS 1.0, не поддерживающими расширения, и наоборот.
Обратная совместимость достигается следующим образом.

Клиент запрашивает использование расширений с помощью расширенного сообщения Client Hello, описанного ниже. TLS 1.0 требует, чтобы серверы принимали расширенные сообщения Client Hello, даже если они не понимают расширения.
Для описанных здесь конкретных расширений не требуется обязательного ответа сервера, если клиент запрашивает расширенную функциональность.

Однако заметим, что хотя обратная совместимость поддерживается, некоторые клиенты из-за своих ограниченных возможностей могут не устанавливать соединения с серверами, которые не поддерживают расширения.
Рассмотрим дополнительные функциональности в следующем порядке. Сначала опишем общие механизмы расширений для сообщений Рукопожатия Client Hello и Server Hello. Далее опишем конкретные расширения для TLS 1.0 и новые сообщения об ошибках при использовании расширений TLS.

Ключ для этого алгоритма создается для каждой сессии и основан на секрете, о котором договариваются в протоколе Рукопожатия. Протокол Записи также может использоваться без шифрования.

Целостность соединения. Обеспечивается проверка целостности сообщения с помощью МАС с ключом. Для вычисления МАС используются безопасные хэш-функции SHA-1 и MD5. Протокол Записи может выполняться без вычисления МАС, но обычно функционирует в этом режиме.

Участники аутентифицированы с использованием криптографии с открытым ключом (т.е. с использованием алгоритмов RSA, DSS и т.д.). Эта аутентификация может быть необязательной, но обычно требуется по крайней мере для сервера.
Переговоры о разделяемом секрете безопасны, т.е. этот общий секрет невозможно подсмотреть.
Переговоры о разделяемом секрете надежны, если выполнена аутентификация хотя бы одной из сторон. В таком случае атакующий, расположенный в середине соединения, не может модифицировать передаваемый секрет незаметно для участников соединения.

Клиент запрашивает использование расширений с помощью расширенного сообщения Client Hello, описанного ниже. TLS 1.0 требует, чтобы серверы принимали расширенные сообщения Client Hello, даже если они не понимают расширения.
Для описанных здесь конкретных расширений не требуется обязательного ответа сервера, если клиент запрашивает расширенную функциональность.