在网络通信中，传输层安全协议（Transport Layer Security，简称 TLS）是应用层与传输层之间的一种安全通信协议。TLS 的前身是安全套接层协议（Secure Sockets Layer，简称 SSL），后来经过升级演变为 TLS。TLS/SSL 协议的主要功能是保障通信过程中的数据安全性和完整性。
TLS/SSL 的产生与发展
TLS/SSL 的产生
在早期的互联网时代，通信过程中的数据是以明文方式传输的，这意味着任何人都可以截取并拦截数据。为了解决通信安全问题，SSL 在 1995 年诞生。SSL 原本是由网景公司开发的一种安全协议，用于在浏览器和服务器之间建立安全通信链路。
TLS/SSL 的发展
随着时间推移，SSL 在 1999 年被 IETF（网络工程任务组）接手，并在其基础上进行了改进，发展成为了 TLS。当前我们所说的 TLS 基本上等同于 SSL 3.0。目前最新版本的 TLS 是 TLS 1.3。
在 TLS/SSL 的发展过程中，不同版本之间功能的改进主要包括协议的安全性、效率和兼容性方面的优化。而 TLS 1.3 最显著的改变是将非对称加密的握手过程以及对称加密的数据传输过程合并为一次握手，从而提高了握手过程的速度和安全性。
TLS/SSL 的工作原理
TLS/SSL 协议的工作原理基于非对称加密和对称加密的组合方式。
1. 握手阶段
握手阶段是 TLS/SSL 协议中最重要的阶段，也是通信双方建立安全通信链路的过程。在握手阶段，涉及到以下几个步骤：
- 客户端发起握手：客户端向服务器发送一个握手请求，并提供其支持的加密算法和协议版本等信息。
- 服务器响应握手：服务器接收到客户端的握手请求后，选择一个加密算法和协议版本，并返回支持的加密参数和服务器证书等信息。
- 客户端验证证书：客户端验证服务器证书的合法性，确保与服务器通信的是可信任的服务器，同时生成一个随机数（pre-master secret）。
- 服务器生成会话密钥：服务器使用自己的私钥解密客户端发来的 pre-master secret，然后双方通过这个 pre-master secret 生成会话密钥（session key）。
- 通信双方协商加密参数：双方使用会话密钥生成对称加密算法所需要的参数。
2. 数据传输阶段
握手成功后，通信双方将使用已经协商好的加密算法和密钥对数据进行加密和解密。数据传输阶段主要包括以下步骤：
- 对称加密：通信双方使用已经协商好的会话密钥对数据进行对称加密和解密。
- 完整性保护：通过加入校验值（MAC）来保证数据的完整性，防止数据被篡改。
TLS/SSL 的应用
TLS/SSL 协议广泛应用于各种需要保护数据安全的场景。
1. HTTPS
HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是一种通过 TLS/SSL 加密的 HTTP 协议。在 HTTPS 中，浏览器和服务器之间的通信将是加密和安全的，保护用户隐私和防止数据被篡改。
2. VPN
虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称 VPN）是一种通过加密传输建立在公共网络上的私密连接。当你使用 VPN 时，你的数据将通过 TLS/SSL 加密传输，确保传输过程的安全性，防止数据被窃听或篡改。
3. 邮件安全
TLS/SSL 协议还被广泛应用于保护电子邮件的安全传输。例如，SMTPS（Simple Mail Transfer Protocol Secure）使用 TLS/SSL 加密将邮件传输到服务器，保护邮件内容的安全性。
总结
TLS/SSL 协议是一种保护网络通信的安全协议，通过非对称加密和对称加密的组合方式，确保数据传输的安全性和完整性。TLS/SSL 在互联网通信、HTTPS、VPN 和邮件安全等方面发挥着重要作用，成为保护数据隐私和防止数据被篡改的重要工具。
以上是对 TLS/SSL 协议的简要介绍，希望能够帮助读者更好地了解和理解这一协议的工作原理和应用。
本文来自极简博客，作者：算法架构师，转载请注明原文链接：了解传输层安全协议TLS/SSL
