Τα αμφίδρομα κανάλια τόσο σε πρωτόκολλα ασφαλείας μεταφοράς (TLS) όσο και σε πρωτόκολλα Secure Shell (SSH) χειρίζονται κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση δεδομένων μέσω συνδυασμού βασικών ανταλλαγής, αλγόριθμων κρυπτογράφησης και τεχνικών διαχείρισης συνεδριών που εξασφαλίζουν ασφαλή επικοινωνία και στις δύο κατευθύνσεις μεταξύ του πελάτη και του διακομιστή.
TLS κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση αμφίδρομων καναλιών
Το TLS έχει σχεδιαστεί για να παρέχει εμπιστευτικότητα και ακεραιότητα των δεδομένων που ανταλλάσσονται μεταξύ δύο συμβαλλόμενων μερών μέσω ενός δικτύου, όπως ενός πελάτη και ενός διακομιστή. Τα αμφίδρομα κανάλια του επιτρέπουν την ανταλλαγή δεδομένων με ασφάλεια και στις δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα αξιοποιώντας αρκετές κρυπτογραφικές διαδικασίες:
- Ανταλλαγή και έλεγχος ταυτότητας: Η χειραψία TLS αρχίζει με τα δύο μέρη να διαπραγματεύονται κρυπτογραφικές παραμέτρους για να καθορίσουν κοινά κλειδιά χωρίς να τα μεταδίδουν άμεσα. Οι αλγόριθμοι κρυπτογραφίας δημόσιου κλειδιού όπως η RSA, η Diffieâ Hellman (DH), η εφήμερη Diffieâ Hellman (DHE), η ελλειπτική καμπύλη Diffieâ Hellman (ECDHE) και άλλοι χρησιμοποιούνται για να δημιουργήσουν ένα κοινό μυστικό κλειδί. Αυτό το κλειδί δεν αποστέλλεται άμεσα μέσω του δικτύου, αλλά προέρχεται ανεξάρτητα και από τις δύο πλευρές μετά την ανταλλαγή των απαραίτητων δημόσιων αξιών. Κατά τη διάρκεια αυτής της χειραψίας, ο διακομιστής συνήθως επικυρώνεται στον πελάτη μέσω πιστοποιητικού, προαιρετικά η αμοιβαία έλεγχος ταυτότητας γίνεται. Η χειραψία συμφωνεί επίσης σε σουίτες κρυπτογράφησης που υπαγορεύουν τους αλγόριθμους κρυπτογράφησης που χρησιμοποιούνται για την κρυπτογράφηση χύδην δεδομένων. Αυτή η διαδικασία παρέχει τόσο έλεγχο ταυτότητας όσο και μυστικότητα στη φάση βασικής συμφωνίας.
- Συμμετρική κρυπτογράφηση για τη μεταφορά δεδομένων: Μετά από ένα κοινό μυστικό κλειδί δημιουργείται μέσω της χειραψίας, το TLS μεταβαίνει σε συμμετρική κρυπτογράφηση για να προστατεύσει τα πραγματικά μηνύματα που ανταλλάσσονται στη συνεδρία. Επειδή οι συμμετρικοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης είναι υπολογιστικά αποτελεσματικοί, επιτρέπουν κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση σε πραγματικό χρόνο και προς τις δύο κατευθύνσεις. Οι συνήθεις συμμετρικοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης που χρησιμοποιούνται σε TLS περιλαμβάνουν AES (προχωρημένο πρότυπο κρυπτογράφησης), Chacha20 και άλλα. Και τα δύο μέρη χρησιμοποιούν το ίδιο κλειδί περιόδου σύνδεσης για να κρυπτογραφήσουν και να αποκρυπτογραφήσουν τις εισερχόμενες ροές δεδομένων, εξασφαλίζοντας την αμφίδρομη εμπιστευτικότητα.
- Ακεραιότητα και έλεγχος ταυτότητας δεδομένων: Το TLS ενσωματώνει τους κωδικούς ελέγχου ταυτότητας μηνυμάτων (MACs) ή τους τρόπους κρυπτογράφησης με πιστοποιημένη από την πιστοποίηση όπως το AES-GCM (Galois/Counter Mode) για να διασφαλιστεί η ακεραιότητα και η αυθεντικότητα του μηνύματος. Αυτό εγγυάται ότι θα εντοπιστεί οποιαδήποτε παραβίαση ή πλαστογράφηση μηνυμάτων προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
- αμφίδρομη φύση: Τα κανάλια TLS είναι εγγενώς αμφίδρομα, πράγμα που σημαίνει ότι και τα δύο τελικά σημεία μπορούν να στείλουν και να λαμβάνουν κρυπτογραφημένα δεδομένα ταυτόχρονα. Οι διαδικασίες κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης αντικατοπτρίζονται και στα δύο άκρα χρησιμοποιώντας τα συμμετρικά κλειδιά που καθορίζονται, επιτρέποντας απρόσκοπτες, ασφαλείς αμφίδρομες επικοινωνίες.
- Προωθητική μυστικότητα: Οι σύγχρονες παραλλαγές του TLS χρησιμοποιούν εφήμερους κλειδιά με DHE ή ECDHE που καθορίζουν πλήκτρα ανά συνεδρίαση που παρέχουν μυστικότητα προς τα εμπρός. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και αν τα μακροπρόθεσμα κλειδιά παρατηρούνται, οι παρελθόντες επικοινωνιακές συνεδρίες παραμένουν ασφαλείς.
- Επανάληψη περιόδου σύνδεσης: Για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας σε σχέση με τις επαναλαμβανόμενες συνεδρίες, η TLS υποστηρίζει την επανάληψη της περιόδου λειτουργίας όπου τα προηγούμενα κλειδιά ή τα αναγνωριστικά επαναχρησιμοποιούνται για να αποφευχθεί η πλήρης χειραψία διατηρώντας παράλληλα την ασφάλεια, η οποία ισχύει για την αμφίδρομη κρυπτογραφημένη ροή δεδομένων.
SSH abrectional καναλιών κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφηση
Το SSH παρέχει ασφαλή απομακρυσμένη σύνδεση και άλλες ασφαλείς υπηρεσίες δικτύου σε ένα ανασφαλές δίκτυο. Τα αμφίδρομα κανάλια διασφαλίζουν επίσης ότι τα δεδομένα είναι κρυπτογραφημένα και αποκρυπτογραφημένα με ασφάλεια τόσο κατά την αποστολή όσο και τη λήψη:
- Πρωτόκολλο Exchange: Παρόμοια με το TLS, το SSH ξεκινά με έναν βασικό μηχανισμό ανταλλαγής για να παράγει ένα κοινό μυστικό κλειδί που χρησιμοποιείται για την κρυπτογράφηση της συνεδρίας. Χρησιμοποιεί συνήθως τον αλγόριθμο ανταλλαγής Diffie-Hellman. Ο διακομιστής παρουσιάζει το δημόσιο κλειδί κεντρικού υπολογιστή, το οποίο ο πελάτης επαληθεύει για να πιστοποιήσει τον διακομιστή πριν προχωρήσει. Και τα δύο μέρη χρησιμοποιούν τους συμφωνημένους αλγόριθμους για να δημιουργήσουν ένα κοινό μυστικό κλειδί ανεξάρτητα.
- Ασύμμετρη κρυπτογραφία για έλεγχο ταυτότητας: Σε αντίθεση με τη συμμετρική κρυπτογράφηση που χρησιμοποιείται για χύμα δεδομένα, τα ασύμμετρα κλειδιά στο SSH εξυπηρετούν συγκεκριμένα τους σκοπούς ταυτότητας. Τα ιδιωτικά κλειδιά σε αυτά τα ασύμμετρα ζεύγη παραμένουν μυστικά και χρησιμοποιούνται για να αποδείξουν την ταυτότητα, αλλά η κρυπτογράφηση χύδην δεδομένων χρησιμοποιεί συμμετρικά πλήκτρα.
- Συμμετρική κρυπτογράφηση των επικοινωνιών: Μετά τις φάσεις ανταλλαγής και ταυτότητας κλειδιών, η SSH μεταβαίνει σε συμμετρικούς αλγόριθμους κρυπτογράφησης για την ασφαλή μετάδοση δεδομένων σε όλο το αμφίδρομο κανάλι. Το SSH υποστηρίζει πολλαπλές συμμετρικές κρυπτογράφηση όπως AES, 3DES, Blowfish, Cast128 και Arcfour. Τόσο ο πελάτης όσο και ο διακομιστής χρησιμοποιούν το ίδιο κλειδί για να κρυπτογραφούν τα εξερχόμενα δεδομένα και να αποκρυπτογραφήσουν τα εισερχόμενα δεδομένα, επιτρέποντας την ασφαλή επικοινωνία πλήρους διπλής όψης.
- Ακεραιότητα και συμπίεση: Για να διασφαλιστεί ότι τα μηνύματα δεν παραβιάζονται με τη διαμετακόμιση, η SSH εφαρμόζει κρυπτογραφικές λειτουργίες κατακερματισμού για τη δημιουργία κωδικών ελέγχου ταυτότητας μηνυμάτων (MAC) ή χρησιμοποιεί τρόπους επικυρωμένης κρυπτογράφησης. Επιπλέον, μπορεί να εφαρμοστεί συμπίεση για την ενίσχυση της απόδοσης μετάδοσης.
- Λειτουργία καναλιού αμφίδρομου: Η σύνδεση SSH δημιουργεί ασφαλείς σήραγγες ή κανάλια που είναι αμφίδρομα, υποστηρίζοντας ταυτόχρονη αποστολή και λήψη δεδομένων με κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση που συμβαίνουν συμμετρικά τόσο στις πλευρές των πελατών όσο και των διακομιστών. Αυτό επιτρέπει την ασφαλή εκτέλεση εντολών, τις μεταφορές αρχείων (μέσω SFTP) και την προώθηση των θυρών, όλα μεταφέρονται σε κρυπτογραφημένα κανάλια.
- Έλεγχος ροής και χειρισμός σφαλμάτων: Τα κανάλια SSH περιλαμβάνουν μηχανισμούς ελέγχου ροής που διαχειρίζονται τους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων και προς τις δύο κατευθύνσεις, προσαρμογή των συνθηκών του δικτύου και εξασφάλιση αξιόπιστης επικοινωνίας.
κοινά χαρακτηριστικά των αμφίδρομων καναλιών TLS και SSH
- Και οι δύο χρησιμοποιούν μια αρχική χειραψία για να δημιουργήσουν με ασφάλεια τα κρυπτογραφημένα κλειδιά της περιόδου σύνδεσης χωρίς να τα εκθέτετε σε πιθανές ενδυασίες.
- Η συμμετρική κρυπτογράφηση χρησιμοποιείται για την αποτελεσματικότητα στην κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση των δεδομένων επικοινωνίας χύδην μόλις δημιουργηθεί το κλειδί περιόδου σύνδεσης.
- Και οι δύο εφαρμόζουν τεχνικές ελέγχου ταυτότητας μηνυμάτων για να εξασφαλίσουν την εμπιστευτικότητα, την ακεραιότητα και την αυθεντικότητα των δεδομένων και στις δύο κατευθύνσεις.
-Υποστηρίζουν πλήρως διπλό, ταυτόχρονη αμφίδρομη ροή δεδομένων μέσα σε ασφαλείς κρυπτογραφημένες σήραγγες.
- Η χρήση αλγορίθμων που μπορούν να παρέχουν μυστικότητα προς τα εμπρός, εξασφαλίζοντας ότι οι παρελθόντες επικοινωνίες παραμένουν ασφαλείς ακόμη και αν διακυβεύονται τα μακροπρόθεσμα κλειδιά.
- Και τα δύο πρωτόκολλα διαπραγματεύονται και συμφωνούν σε αλγόριθμους κρυπτογράφησης και βασικά μήκη στην αρχή της συνεδρίασης.
- Η αμφίδρομη φύση αυτών των πρωτοκόλλων εξασφαλίζει ότι τα μηνύματα ελέγχου σφαλμάτων, αναμετάδοσης και ελέγχου ροής μπορούν επίσης να ανταλλαγούν με ασφάλεια.