هل يمكنك شرح كيف تستخدم TLS و SSH قنوات ثنائية الاتجاه

قنوات ثنائية الاتجاه في TLS

تم تصميم TLS في المقام الأول لتأمين الاتصالات بين تطبيقات خادم العميل عبر شبكة ، مثل متصفح الويب الذي يتصل بخادم الويب. ينشئ البروتوكول قناة آمنة ومشفر تدعم نقل البيانات ثنائية الاتجاه.

- عند بدء اتصال TLS ، يتصل العميل بخادم يدعم TLS ويرسل رسالة "عميل Hello" تتضمن خوارزميات التشفير المدعومة ، وإصدارات TLS ، وخيارات الاتصال الأخرى.
- يستجيب الخادم برسالة "خادم Hello" التي تحدد طرق التشفير المتوافقة ثم يرسل شهادته الرقمية ، والتي تحتوي على المفتاح العام للخادم ، الصادر عن هيئة شهادة موثوقة (CA).
- يتحقق العميل من صحة هذه الشهادة الرقمية لضمان أن يكون الخادم شرعيًا.
- يقوم كلا الطرفين بعد ذلك بإجراء مصافحة لإنشاء مفتاح جلسة سرية مشتركة. يتم ذلك بشكل عام باستخدام خوارزميات التشفير غير المتماثلة مثل RSA أو Diffie-Hellman المتغيرات (DH FHEMERAL ، منحنى الإهليلجي DH ، إلخ). تضمن المصافحة أن يتفق الطرفان على مفتاح جلسة فريد لجلسة الاتصال هذه.
- بمجرد إنشاء مفتاح الجلسة ، تستخدم TLS خوارزميات التشفير المتماثل لبقية الجلسة ، مما يسمح بالتشفير السريع والآمن وفك تشفير البيانات.
- تتيح القناة ثنائية الاتجاه التي تشكلها TLS أن تتدفق البيانات المشفرة بشكل آمن من العميل إلى الخادم ومن الخادم إلى العميل.
- يضمن TLS أيضًا تكامل البيانات باستخدام رموز مصادقة الرسائل (MACS) بحيث يتم اكتشاف أي تلاعب مع البيانات أثناء الإرسال.
- تتيح هذه القناة ثنائية الاتجاه تصفح الويب التفاعلي ، وتقديمات النماذج الآمنة ، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب من كلا الطرفين إرسال واستقبال البيانات المشفرة في وقت واحد.

باختصار ، تقوم TLS بإنشاء قناة مشفرة ثنائية الاتجاه بين العميل والخادم حيث يمكن لكل منهما إرسال وتلقي البيانات في وقت واحد مع الحفاظ على السرية والنزاهة والمصادقة. تعتبر عملية المصافحة قبل تبادل البيانات ضرورية لإنشاء مفاتيح مشتركة آمنة والتحقق من هوياتها.

قنوات ثنائية الاتجاه في SSH

SSH هو بروتوكول مصمم في المقام الأول لتوفير إمكانيات تسجيل دخول وإدارة عن بُعد آمنة على شبكة غير مضمونة ، ولكنها تدعم أيضًا مجموعة متنوعة من خدمات الشبكات الآمنة التي تتجاوز مجرد الوصول إلى Shell ، نظرًا لدعم القناة ثنائية الاتجاه المرنة.

- تعمل SSH على نموذج خادم العميل حيث يبدأ العميل الاتصال ويصادق نفسه على الخادم باستخدام كلمات المرور أو المفاتيح العامة/الخاصة أو آليات المصادقة الأخرى.
- بمجرد المصادقة ، تنشئ SSH قناة اتصال مشفرة آمنة تدعم تدفقات البيانات ثنائية الاتجاه في وقت واحد.
- داخليًا ، يعدد SSH قنوات منطقية متعددة عبر اتصال SSH واحد. يمكن لهذه القنوات أن تحمل جلسات طرفية تفاعلية ، ونقل الملفات (SCP/SFTP) ، وإعادة توجيه منفذ الشبكة (النفق) في وقت واحد.
- تعني الطبيعة ثنائية الاتجاه SSH أن البيانات يمكن أن تتدفق بحرية في كلا الاتجاهين في نفس الوقت Â من العميل إلى الخادم والخادم إلى العميل. هذا أمر بالغ الأهمية للجلسات التفاعلية في الوقت الفعلي مثل تنفيذ الأوامر عن بُعد ، حيث يتم إرسال الأوامر من العميل وإعادة الإخراج من الخادم.
- يدعم SSH أيضًا أنفاق آمنة تعيد توجيه حركة مرور الشبكة الأخرى ، مثل إعادة توجيه منفذ محلي إلى خدمة عن بُعد أو العكس. تستغل ميزة النفق هذه القناة ثنائية الاتجاه من خلال تغليف حركة المرور بين الطرفين داخل اتصال SSH المشفر.
- على سبيل المثال ، يتيح إعادة توجيه المنافذ المحلية للعميل الاتصال بمنفذ محلي يتم إعادة توجيهه عبر اتصال SSH إلى منفذ خادم بعيد ، ويسمح إعادة توجيه المنفذ عن بُعد للخادم بفضح منفذ على شبكة العميل. كلا النوعين من إعادة التوجيه ثنائي الاتجاه ، مما يمكّن البيانات من التدفق بشكل آمن على أي من طرفي نفق SSH.
- يعزز تعدد الإرسال للقنوات المتعددة عبر اتصال SSH واحد المرونة ، مما يسمح بنقل الملفات المتزامن ، والجلسات الطرفية ، والمحفوظات المنفذ داخل نفق مشفر واحد.

الميزات والاختلافات المشتركة في ثنائيات TLS و SSH

على الرغم من أن كلا من TLS و SSH من قنوات ثنائية الاتجاه تتيح التواصل في اتجاهين آمنة ، فإن أغراضها وهياكلها تختلف:

- يقوم TLS عادةً بتأمين اتصال طبقة تطبيق واحد ، على سبيل المثال ، حركة مرور الويب HTTPS ، حيث قام العميل والخادم بتبادل الرسائل المشفرة ذهابًا وإيابًا على قناة واحدة.
- يقوم SSH بإنشاء طبقة نقل آمنة تدعم قنوات متعددة الإرسال متعددة ضمن اتصال واحد ، وتلبية نطاقًا أوسع من حالات الاستخدام بما في ذلك تسجيل الدخول عن بُعد ونقل الملفات والنفق.
- تركز مصافحة TLS على التحقق من هوية الخادم (وهوية العميل اختياريًا) ، والاتفاق على معلمات التشفير ، وتوليد مفاتيح الجلسة ، مع التأكيد على السرية الآمنة والنزاهة لبيانات التطبيق.
- تتضمن مصافحة SSH أيضًا مصادقة العميل وتنشئ قناة آمنة ولكنها تسير أبعد من ذلك من خلال دعم جلسات تعدد القناة وجلسات تفاعلية.
- يستخدم كلا البروتوكولات آليات تبادل المفاتيح غير المتماثلة لإنشاء مفاتيح جلسة مشتركة للتشفير المتماثل ولكن SSH تتيح طرق مصادقة أكثر تنوعًا (كلمات المرور ، والمفاتيح العامة ، والشهادات).
- يدعم كل من التحكم في تدفق ثنائي الاتجاه ، ومعالجة الأخطاء ، والتحقق من النزاهة لضمان اتصال موثوق به في ظل ظروف الشبكة المختلفة.

التشغيل الفني للقنوات ثنائية الاتجاه في TLS

- تعمل قنوات TLS على طبقة نقل موثوقة (عادةً TCP) توفر تدفقات بايت مرتبة.
- بعد أن تنشئ المصافحة معلمات تشفير ومفاتيح الجلسة ، تشفير التشفير المتماثل مثل AES أو Chacha20 جميع الرسائل المرسلة.
- يتم تحقيق اتصال ثنائي الاتجاه من قبل العميل الذي يشفر البيانات الصادرة وتجميد الخادم البيانات الواردة ، والعكس بالعكس.
- كل سجل TLS (وحدة تبادل البيانات) محمية ومحمية ، مما يحافظ على السرية في كلا الاتجاهين.
- يستخدم البروتوكول أرقام التسلسل و Macs في كل سجل لمنع إعادة التشغيل والعبث.
- يمكّن اتصال TCP الأساسي للتحكم في التدفق مما يسمح بإرسال الرسائل واستلامها بشكل متزامن دون خسارة.
- TLS 1.3 تحسين الكفاءة والأمان مع عدد أقل من الرحلات المستديرة للمصافحة والتبادلات الإلزامية السرية إلى الأمام ، مما يعزز إنشاء قناة ثنائية الاتجاه آمنة.

التشغيل الفني للقنوات ثنائية الاتجاه في SSH

- يقوم SSH بتفكيك الاتصال الآمن في قنوات منطقية متعددة على اتصال TCP واحد مشفر.
- كل قناة لها معرفات مستقلة ونوافذ التحكم في التدفق التي تديرها بروتوكول SSH.
- يستخدم SSH بروتوكول طبقة النقل لإنشاء نفق مشفر عبر مصافحة SSH تتضمن خوارزميات تبادل رئيسية مثل Diffie-Hellman.
- يعمل بروتوكول اتصال SSH فوق هذا النفق ويدير فتح القنوات واستخدامها وإغلاقها.
- يحدث نقل البيانات ثنائية الاتجاه على كل قناة بشكل منفصل ، ودعم الاتصالات الكاملة للأوامر أو بيانات الملف أو المنافذ التي تمت إعادة توجيهها.
- تقوم SSH بإنشاء وإغلاق القنوات داخل نفس الاتصال بناءً على احتياجات المستخدم ، مما يسمح بجلسات Shell التفاعلية ، SCP ، SFTP ، وأمام المنفذ بالتعايش.
- تسلسل الحزم والإقرار يضمن تواصلًا موثوقًا به ، مع إعادة الإرسال عند الحاجة.
- توفر القنوات المضاعفة من SSH والتحكم في تدفق ثنائي الاتجاه آلية مرنة وقوية لمجموعة واسعة من العمليات الآمنة تتجاوز نقل البيانات البسيطة.

ملخص أدوار القناة ثنائية الاتجاه

-في TLS ، تقوم القناة ثنائية الاتجاه بتأمين تبادل البيانات على مستوى التطبيق (محتوى الويب ، ورسائل البريد الإلكتروني ، وما إلى ذلك) ضمان السرية والنزاهة والتحقق من الهوية في البداية ، ثم تشفير جميع البيانات اللاحقة ثنائية الاتجاه إلى التطبيق.
- في SSH ، تعد القنوات ثنائية الاتجاه أساسية لتسهيل الوصول عن بُعد وخدمات الشبكة الآمنة ، مما يتيح تدفقات متزامنة متعددة لاستخدامات مختلفة ، كل ذلك ضمن نفق مشفر آمن واحد.
- تعني ثنائي التوجيه في كلا البروتوكولات أنه لا يقتصر أي من الجانبين على إرسال أو استقبال كل من العميل والخادم بنشاط وإخماد في اتصال ثنائي الاتجاه.

إن إمكانية القناة الآمنة ثنائية الاتجاه هذه هي ما يمكّن تصفح الويب الآمن للخدمات الآمنة من خلال HTTPS (TLS) ، وإدارة النظام الآمنة من خلال SSH ، ونفق الشبكة الآمنة متعددة الاستخدامات ، تعتمد جميعها على هذه القنوات المشفرة ثنائية الاتجاه القوية للاتصالات المتقدمة والموثوقة والموثوقة.

***