forked from volkanin/inet_protocols_slides
-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Copy path08 Transport.html
934 lines (716 loc) · 35.2 KB
/
08 Transport.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<link rel="stylesheet" href="css/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="css/theme/white.css">
<style type="text/css">.reveal p { text-align: left; }</style>
<style type="text/css">.reveal blockquote { font-size: 50%; }</style>
<style type="text/css">.reveal table { font-size: 70%; }</style>
<style type="text/css">.reveal p img { border: 0px; }</style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div class="slides">
<section data-markdown>
# Транспортные протоколы
Протоколы Интернет, лекция 8
</section>
<section data-markdown>
### План
> Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте,
> а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее
* Telnet
* SSH
* TLS + сертификаты
* TCP и Slow start / Nagle
</section>
<section data-markdown>
### Базовый транспорт
Какой транспорт у FTP / SMTP / POP3 / IMAP ?
С одной стороны – очевидно
* 21 / tcp
* 25 / tcp
* 110 / tcp
* 143 / tcp
С другой стороны... в RFC 959 (FTP)
```
control connection
The communication path between the USER-PI and SERVER-PI for
the exchange of commands and replies. This connection follows
the Telnet Protocol.
```
</section>
<section data-markdown>
## Terminal network protocol
Telnet, RFC 854, обновлен RFC 5198
Оба конца TCP-соединения играют роль NVT (сетевых виртуальных терминалов)
* прикладные данные
* команды протокола Telnet, в т.ч. опции согласования возможностей и предпочтений
Не предусмотрено использование ни шифрования, ни проверки подлинности данных
0xFF - начало управляющей последовательности
</section>
<section data-markdown>
Управляющие последовательности (для справки)
| Название | Код | Описание |
|-------------------|----------|------------------------------------------|
| SE | 240/0xF0 | Завершает согласование, начатое SB |
| NOP | 241/0xF1 | Нет операции |
| Data Mark | 242/0xF2 | Синхронизация обмена (+TCP Urgent) |
| Break | 243/0xF3 | Нажата кнопка «Break» или «Attention» |
| Interrupt Process | 244/0xF4 | Приостанавливает или прерывает процесс |
| Abort output | 245/0xF5 | Подавление вывода текущего процесса |
| Are You There | 246/0xF6 | Отправляет обратно ответ терминала |
| Erase character | 247/0xF7 | Стереть предыдущий символ, если возможно |
| Erase Line | 248/0xF8 | Стереть последнюю введённую строку |
</section>
<section data-markdown>
Управляющие последовательности (для справки)
| Название | Код | Описание |
|-------------|----------|------------------------------------------------------|
| Go ahead | 249/0xF9 | Ожидается передача данных |
| SB | 250/0xFA | Начало согласования опции с параметрами |
| WILL опция | 251/0xFB | Подтверждает желание исполнять опцию |
| WON’T опция | 252/0xFC | Отказ начать / продолжить исполнять указанную опцию |
| DO опция | 253/0xFD | Запрос на исполнение / подтверждение указанной опции |
| DON’T опция | 254/0xFE | Требование остановить исполнение указанной опции |
| IAC | 255/0XFF | Байт данных 255 |
</section>
<section data-markdown>
### Использовать ли утилиту Telnet ?
* Клиент может передать данные, которые вы не вводили (опции Telnet)
* Клиент может искажать или не принимать октет 0xFF
В правильных мануалах используют netcat (nc)
</section>
<section data-markdown>
## SSH
The Secure Shell (SSH) Protocol
</section>
<section data-markdown>
### Спецификации
[openssh.com/specs.html](https://www.openssh.com/specs.html)
* RFC 4250 - 4254
* The Secure Shell (SSH) Protocol Assigned Numbers
* The Secure Shell (SSH) Protocol Architecture
* The Secure Shell (SSH) Authentication Protocol
* The Secure Shell (SSH) Transport Layer Protocol
* The Secure Shell (SSH) Connection Protocol
Note:
https://habr.com/ru/post/425637/
</section>
<section data-markdown>
### Особенности архитектуры
У сервера открытый+закрытый ключ (Host Keys)
* может быть несколько, разных алгоритмов
* клиент хранит базу серверов/открытых ключей
* клиент может подтвердить подлинность сервера, используя DNS
</section>
<section data-markdown>
### Уровни SSH
Алгоритмы SSH можно разделить на три уровня
* транспорт (открытие защищённого канала)
* аутентификация
* подключение
Предварительно требуется установка TCP-соединения (обычно 22/tcp)
* как присвоили номер порта - [habr.com/post/418533](https://habr.com/post/418533/)
</section>
<section data-markdown>
### Сообщения SSH
По TCP-соединению передаются сообщения SSH
```
uint32 packet_length (без MAC и packet_length)
byte padding_length
byte[n1] payload; n1 = packet_length - padding_length - 1
byte[n2] random padding; n2 = padding_length
byte[m] mac (Message Authentication Code - MAC); m = mac_length
```
payload может быть сжат, внутри - код номера сообщения и его данные
$$
mac = MAC(key, \text{sequence_number} || \text{unencrypted_packet})
$$
только для зашифрованных сообщений
</section>
<section data-markdown>
### Номера сообщений SSH
Transport layer protocol
```
1 to 19 Transport layer generic (e.g., disconnect, ignore,
debug, etc.)
20 to 29 Algorithm negotiation
30 to 49 Key exchange method specific (numbers can be reused
for different authentication methods)
```
User authentication protocol
```
50 to 59 User authentication generic
60 to 79 User authentication method specific (numbers can be
reused for different authentication methods)
```
Connection protocol
```
80 to 89 Connection protocol generic
90 to 127 Channel related messages
```
</section>
<section data-markdown>
### Открытие защищенного канала
Обмен идентификационными данными
Выбор алгоритмов: обмена ключами, шифрования, сжатия
Проверка подлинности сервера и получение сессионного ключа шифрования
Демонстрация: откройте в Wireshark дамп samples/ssh-init.pcap, отбор по фильтру ssh
NOTE:
tcpdump -c 0 -w ssh-init.pcap -i eth0 -c 15 port ssh and ip host 10.0.0.1
</section>
<section data-markdown>
### Идентификационные данные
После установки TCP-соединения клиент и сервер обмениваются версиями SSH-протокола
```
SSH-protoversion-softwareversion SP comments CR LF
```
* softwareversion может влиять на режимы совместимости
* строки идентификации используются при подтверждении подлинности сторон
* потом - бинарные данные
</section>
<section data-markdown>
### Согласование алгоритмов
Для обмена ключами, шифрования, сжатия
Список доступных алгоритмов обмена ключами
```
$ ssh -Q kex
...
diffie-hellman-group14-sha1
...
```
Список доступных симметричных алгоритмов
```
$ ssh -Q cipher
```
Список типов ключей для авторизации у клиента
```
$ ssh -Q key-cert
```
</section>
<section data-markdown>
### Согласование алгоритмов
```
byte SSH_MSG_KEXINIT (20)
byte[16] cookie (random bytes)
name-list kex_algorithms
name-list server_host_key_algorithms
name-list encryption_algorithms_client_to_server
name-list encryption_algorithms_server_to_client
name-list mac_algorithms_client_to_server
name-list mac_algorithms_server_to_client
name-list compression_algorithms_client_to_server
name-list compression_algorithms_server_to_client
name-list languages_client_to_server
name-list languages_server_to_client
boolean first_kex_packet_follows
uint32 0 (reserved for future extension)
```
Клиент и сервер выбирают первый совпавший алгоритм в каждом списке
(из поддерживаемых)
</section>
<section data-markdown>
### Получение ключей
От клиента
```
byte SSH_MSG_KEXDH_INIT (30)
mpint e
```
$ p - \text{большое простое число} $
$ g - \text{генератор подгруппы конечного поля } GF(p) $
$ q - \text{порядок подгруппы} $
известны, diffie-hellman-group14-sha1 - [RFC 3526](https://tools.ietf.org/html/rfc3526)
Клиент выбирает случайное число $ x (1 < x < q) $
$ e = g^x \mod p $
</section>
<section data-markdown>
### Получение ключей
От сервера
```
byte SSH_MSG_KEXDH_REPLY (31)
string server public host key and certificates (K_S)
mpint f
string signature of H
```
K_S - открытый ключ сервера
H - хеш, RFC 4253, «8. Diffie-Hellman Key Exchange»
Сервер выбирает случайное число $ y (1 < y < q) $
$ f = g^y \mod p $
Общий ключ $ K = e^y \mod p = f^x \mod p$
</section>
<section data-markdown>
### Получение ключей
Обмен ключами дает два значения - общий секретный ключ K и хэш обмена H
Ключи шифрования и аутентификации являются производными от них,
RFC 4253, «7.2. Output from Key Exchange»
* Encryption key client to server
* Encryption key server to client
* Integrity key client to server
* Integrity key server to client
</section>
<section data-markdown>
### Подлинность сервера
Сервер отсылает свой открытый ключ
Если клиент производит соединение с данным сервером впервые, пользователю будет задан вопрос о доверии ключу сервера
Если с сервером ранее устанавливалось соединение, клиент сравнивает присланный ключ с сохраненным в ~/.ssh/[known_hosts](https://habr.com/post/421477/)
Если ключи не совпадают, пользователь получит предупреждение о возможной попытке взлома
</section>
<section data-markdown>
### Подлинность сервера
K_S - это ключ в чистом виде (не сертификат), поэтому непонятно чей он
* не волноваться, риск обмана маленький
* сравнить с ключом, полученным по другому
- на соседнем ноутбуке
- по телефону у администратора
- в DNS
</section>
<section data-markdown>
### Подлинность сервера
В DNS можно поместить отпечаток ключа
```
$ cat /etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDOANt9KSwit5GN0Xehq3/SMtUEf5v9xeOdrVGQwa4/ZZqU6mHb3/yPdCTwZQgS9OpnDaGEDUnlYsz+pspxc2ZZHgemJur/JeKV45c/vY25qlHMKRgMGMNUVkz8dC1oMJgLoG2t8vuKt1JSIAhC1lJtMudOzZJcAmafjo/9eggKx5JdN55uNz1p1LL97xAYKvax58sfPc6M9OkBnMiZCzO2XU2GDDDUh0db1M9NDv/f62eKXSS8z4f4By/fasJAz5D2xRSWxnRKZImxI4SNRQCBYW10rIHn4V1ELFerrNLtUvozN+0Fc4BoGctdh2JHc8UvdOhcZ1NpbpnhpfxQNc5f
$ !! | awk '{print $2}' | base64 -d | sha1sum
8cd2a4919a56df2c3c7d8887605e9a8eeea0017c
```
Обычно используется команда
```
$ ssh-keygen -r my.domain.com
```
Клиент делает запрос к DNS
```
$ host -t sshfp spica.usaaa.ru
spica.usaaa.ru. IN SSHFP 1 1 8CD2A4919A56DF2C3C7D8887605E9A8EEEA0017C
```
</section>
<section data-markdown>
### Подлинность сервера
Другой способ - [DANE](https://en.wikipedia.org/wiki/DNS-based_Authentication_of_Named_Entities),
DNS-based Authentication of Named Entities,
[RFC 6698](https://tools.ietf.org/html/rfc6698)
Идея аналогична SSHFP, но без привязки к SSH
```
_25._tcp.example.com IN TLSA 1 1 1 0123456789abcdef0123456789abcdef0123456789abcdef0123456789abcdef012345
```
Если серверов много, возможна проверка через инфраструктуру PKI, одна точка доверия
</section>
<section data-markdown>
### Аутентификация клиента
Проверка по имени и паролю - необязательная
После установки защищенного канала
```
byte SSH_MSG_USERAUTH_REQUEST (50)
string user name
string service name ("ssh-userauth")
string "password"
boolean FALSE
string plaintext password in ISO-10646 UTF-8 encoding [RFC3629]
```
</section>
<section data-markdown>
### Аутентификация клиента
Проверка по открытому ключу (publickey)
* клиент отсылает серверу имя пользователя (username) и свой публичный ключ
- может быть много пар ключей, они все будут отправлены в запросах
* сервер проверяет наличие в файле /home/username/.ssh/authorized_keys присланного открытого ключа
* если открытый ключ найден, сервер просит продолжать
</section>
<section data-markdown>
### Аутентификация клиента
клиент зашифровывает закрытым ключом
```
string session identifier (хеш H)
byte SSH_MSG_USERAUTH_REQUEST (50)
string user name
string service name ("ssh-userauth")
string "publickey"
boolean TRUE
string public key algorithm name
string public key to be used for authentication
```
посылает эту структуру в открытом виде, добавляя вычисленную подпись
```
string signature
```
Если расшифровка успешна, проверка пройдена
</section>
<section data-markdown>
### Уровень подключения
После проведения перечисленных процедур, пользователь получает возможность передавать команды серверу или копировать файлы
На этом уровне обеспечивается
* мультиплицирование каналов (работа множества каналов к одному серверу за счет объединения их в один канал)
* [туннелирование](https://ru.wikibooks.org/wiki/SSH_туннелирование)
* и т.п.
</section>
<section data-markdown>
### Применение
Авторизация на новом сервере
* обычно publickey
* создание ВМ/контейнера по шаблону
* автоматическая настройка (ansible и пр.)
Протоколы передачи файлов: scp, git, sFTP
</section>
<section data-markdown>
## Защищённое соединение
</section>
<section data-markdown>
### Transport Layer Security
Как работает TLS
* в технических подробностях [tls.dxdt.ru](https://tls.dxdt.ru/tls.html)
* в картинках [habr.com/post/258285 ](https://habr.com/ru/post/258285/)
* [RFC 5246](https://tools.ietf.org/html/rfc5246) - TLS 1.2
* [RFC 8446](https://tools.ietf.org/html/rfc8446) - TLS 1.3
Особенности TLS
* безопасный канал данных
* подлинность сервера (и клиента)
* целостность информации (коды MAC)
</section>
<section data-markdown>
### Пример использования
Из командной строки - пакет openssl
```
$ openssl s_client -connect smtp.mail.ru:465
$ openssl s_client -connect smtp.mail.ru:25 -starttls smtp
```
В Python можно так
```
import ssl
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM);
ssl_sock = ssl.SSLSocket(sock);
ssl_sock.connect((SMTP_SERVER,SMTP_PORT));
```
или так (если соединение уже установлено)
```
...
# прочитайте предварительно все данные из сокета
ssl_sock = ssl.wrap_socket(sock)
```
</section>
<section data-markdown>
### Место в OSI
</section>
<section data-markdown>
### TLS Record
В потоке TCP передаются записи, их заголовок (5 байт) всегда передаётся в открытом виде
```
00 Тип (1 байт)
01 Версия протокола (2 байта)
03 Длина данных (2 байта)
```
Определено четыре типа записи
* 20 (0x14) - Change Cipher Spec, момент перехода к защищённому обмену
* 21 (0x15) - Alert
* 22 (0x16) - Handshake
* 23 (0x17) - Application Data (полезная нагрузка)
</section>
<section data-markdown>
### TLS Record
Версия протокола (2 байта)
* 03 00 - SSLv3
* 03 01 - TLS 1.0
* 03 02 - TLS 1.1
* 03 03 - TLS 1.2
* TLS 1.3 тоже использует значение 03 03, само поле при этом игнорируется
Внутри записей каждого типа передаются свои сообщения (ClientHello, ServerHello, KeyExchange, Certificate), со своей структурой
</section>
<section data-markdown>
### Данные записи
Максимальная длина данных в записи (до v1.3) - 18432 байта (16384 + 1024 + 1024),
в т.ч. 1024 - на структуры сжатия, 1024 - на MAC
Обычно размер данных сильно меньше
[MAC](https://ru.wikipedia.org/wiki/Имитовставка), код аутентификации сообщения, имитовставка - важнейший элемент защиты в TLS
Обычно используется HMAC ( [RFC 2104](https://tools.ietf.org/html/rfc2104) ), типичный выбор хеш-функций SHA-1 или SHA-256
</section>
<section data-markdown>
### Cipher Suites
Клиент и сервер на этапе Handshake согласуют используемый шифронабор
В TLS 1.2 и младше в шифронабор входят:
* криптосистема, используемая для аутентификации (сервера и секрета сеанса)
* шифр для защиты передаваемых данных в симметричном режиме
* хеш-функция, основа для HMAC
IANA - [реестр](https://www.iana.org/assignments/tls-parameters/tls-parameters.xhtml) и нумерация шифронаборов (обозначается двухбайтовым индексом)
</section>
<section data-markdown>
### Cipher Suites
Кроме индексов, существуют стандартные символьные имена для шифронаборов
* используются в файлах описания конфигурации серверов
```
$ cat /etc/letsencrypt/options-ssl-nginx.conf
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_ciphers "ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-DES-CBC3-SHA:ECDHE-RSA-DES-CBC3-SHA:EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:DES-CBC3-SHA:!DSS";
```
Сейчас хороший шифронабор для TLS 1.2 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA256
Note:
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA256
* генерация общего секрета по протоколу Диффи-Хеллмана на эллиптических кривых
* для аутентификации данных на этапе установления соединения используется криптосистема электронной подписи ECDSA
(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm, тоже на эллиптических кривых)
* полезная нагрузка зашифровывается AES с 256-битным ключом в режиме GCM
* в качестве хеш-функции служит SHA-256
</section>
<section data-markdown>
### Handshake
</section>
<section data-markdown>
### Handshake
За исключением технических деталей,
от SSH принципиально рукопожатие не отличается
* возможны сокращенные варианты
- возобновление сессии TLS
- TLS False Start
</section>
<section data-markdown>
### Проверка подлинности
Проблема на этапе подтверждения подлинности другой стороны (сервера)
* обычный пользователь не поймет
* серверов очень много (не как SSH)
Варианты
* сократить число точек доверия
* автоматизировать проверки
</section>
<section data-markdown>
### Проверка подлинности
В сообщении Certificates этапа Handshake передается сертификат сервера
X.509 - стандарт ITU для PKI, в т.ч формат сертификата открытого ключа
* версия 3 - RFC 5280
</section>
<section data-markdown>
### Структура X.509
* Certificate
- Version
- Serial Number
- Algorithm ID
- Issuer
- Validity
* Not Before
* Not After
- Subject
- Subject public key info
* Certificate Signature Algorithm
* Certificate Signature
</section>
<section data-markdown>
### Issuer и Subject
Описание владельца сертификата и доверенной третьей стороны (CA, Certificate Authority)
Отличительное имя, Distinguished Name (DN)
* строка с полями (RFC 1779)
- CN - CommonName
- L - LocalityName
- ST - StateOrProvinceName
- O - OrganizationName
- OU - OrganizationalUnitName
- C - CountryName
</section>
<section data-markdown>
### CommonName
Для людей - ФИО, для серверов - FQDN
Отдельный вид - wildcard
```
CN = *.google.com
O = Google LLC
L = Mountain View
S = California
C = US
```
Common Name, Distinguished Name - распространенные понятия, встречаются в службах каталогов
</section>
<section data-markdown>
### Цепочка сертификатов
Открытому ключу корневого сертификата надо доверять, проверив его
</section>
<section data-markdown>
### Корневые сертификаты
Предустановлены в ОС, можно добавить свой
```
sudo cp myRoot.cer /usr/local/share/ca-certificates
sudo update-ca-certificates
```
Браузеры часто поддерживают свой список
* [AddRootToFirefox](https://wiki.mozilla.org/CA/AddRootToFirefox),
вручную: настройки, приватность и защита, сертификаты, просмотр сертификатов
* [How to...](https://thomas-leister.de/en/how-to-import-ca-root-certificate/)
</section>
<section data-markdown>
### Демонстрация
```
# Создание «самоподписанного» сертификата (опция -x509)
openssl req -x509 -new -keyout volkanin.key -out volkanin.crt -nodes -subj "/CN=volkanin.ru"
# Посмотреть структуру
openssl x509 -in volkanin.crt -noout -text | less
# Можно протестировать, зайдя браузером на https://localhost/
sudo openssl s_server -key volkanin.key -cert volkanin.crt -accept 443 -www
# Импортируйте volkanin.crt в доверенные в Firefox
# 1. запрос на сертификат, CSR, Certificate signing request (нет -x509)
openssl req -new -keyout urfu.key -out urfu.csr -nodes -subj "/CN=urfu.ru"
# 2. подписать запрос ключом «корневого сервера»
openssl x509 -req -in urfu.csr -CA volkanin.crt -CAkey volkanin.key -out urfu.crt
# Можно протестировать, зайдя браузером на «https://urfu.ru/»
echo 127.0.0.1 urfu.ru | sudo tee -a /etc/hosts
sudo openssl s_server -key urfu.key -cert urfu.crt -accept 443 -www
firefox https://urfu.ru
```
Справочно - [форматы контейнеров](https://qastack.ru/server/9708/what-is-a-pem-file-and-how-does-it-differ-from-other-openssl-generated-key-file)
</section>
<section data-markdown>
### Ключевое в TLS
* безопасный канал данных
* подлинность сервера (и клиента)
- использование сертификатов
* целостность информации
</section>
<section data-markdown>
## Особенности TCP
</section>
<section data-markdown>
### Вспомним
Transmission Control Protocol (TCP) - протокол управления передачей
* передает поток байт от одного процесса другому
* сообщение TCP называется сегментом
* особенность TCP: гарантия доставки и порядка следования данных
</section>
<section data-markdown>
### Гарантия доставки
Возможные проблемы при доставке:
* потеря сегментов
* изменение порядка доставки сегментов
* повторная доставка сегментов
Механизмы реализации:
* нумерация сообщений
* подтверждение получения сообщения
* повторная отправка при отсутствии подтверждения
</section>
<section data-markdown>
### Формат TCP
```
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Acknowledgment Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data | |U|A|P|R|S|F| |
| Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
```
* [TCP connection walkthrough](https://www.youtube.com/watch?v=F27PLin3TV0) от Ben Eater
* [Протокол TCP](https://www.youtube.com/watch?v=CKUOb4htnB4) от Андрея Созыкина
</section>
<section data-markdown>
### TCP и география
Установим tcp-соединение с google.com, надо ли ожидать подтверждения каждого пакета?
</section>
<section data-markdown>
### RTT и скорость
Время туда/обратно RTT, Round Trip Time
$$ = \frac{\text{расстояние}}{скорость}
\approx \frac{40,000 \text{км}}{300,000 \text{км/сек}}
\approx 0,15 \text{сек}
$$
Максимальная скорость при ожидании подтверждения каждого пакета
$$
= \frac{MTU}{RTT}
= \frac{1500 \text{байт}}{0,15 \text{сек}}
= 10,000 \frac{байт}{сек}
$$
Ожидание подтверждения = снижение скорости
</section>
<section data-markdown>
### Варианты подтверждений
* Остановка и ожидание – передача данных после получения подтверждения каждого сообщения
* Скользящее окно – передача нескольких сообщений без ожидания подтверждения
- размер окна – сколько данных можно передать без получения подтверждения
* Кумулятивное подтверждение – подтверждение приема указанных данных и всех предыдущих
</section>
<section data-markdown>
### клиент-серверный обмен
Если не ждать подтверждений...
```
Клиент Сервер
eth0 - 1Гбит/с eth0 - 10Гбит/с
Промежуточный коммутатор
link speed = 10 Мбит/с
```
На скорости 1 Гбит/с при RTT = 0,15 с
Ёмкость канала (bandwidth) = 150 Мбит ≈ 19 Мбайт
Почти все эти мегабайты умрут в буфере маршрутизатора
</section>
<section data-markdown>
### Окна перегрузки и управления потоком
Окно управления потоком
* Задается получателем (поле заголовка TCP)
* Размер определяется получателем
Окно перегрузки
* Задается отправителем
* Размер определяется загрузкой сети
Размер скользящего окна - меньшее из окон перегрузки или управления потоком
</section>
<section data-markdown>
### Управление окном перегрузки
Неизвестно, какие сетевые соединения встретятся по пути к получателю
* Слишком маленький размер - низкая скорость (ждем подтверждений)
* Слишком большой размер - низкая скорость (перегрузка сети)
Алгоритм Вана Джекобсона (Van Jacobson)
* TCP начинает работу с медленного старта, затем переходит на AIMD
Для высоких скоростей есть другие алгоритмы
</section>
<section data-markdown>
### Другая сторона
Некоторые приложения читают и пишут данные маленькими порциями
* эмуляторы терминала telnet или ssh
- отложенные подтверждения (500 мс)
* протоколы почты, управления
</section>
<section data-markdown>
### Nagle’s algorithm
* Получателю отправляется только первая порция маленьких данных
* Остальные данные буферизируются, пока не придет подтверждение
* Данные из буфера отправляются в одном сегменте
* Продолжается накопление данные в буфере, пока не придет новое подтверждение
</section>
<section data-markdown>
### Влияние на прикладные протоколы
* чтобы избежать медленного старта - мультиплексирование,
несколько сеансов внутри одного соединения
* Nagle можно отключить (опция TCP_NODELAY)
</section>
<section data-markdown>
# Вопросы ?
</section>
</div>
</div>
<script src="js/reveal.js"></script>
<script>
Reveal.initialize({
hash: true,
slideNumber: true,
center: false,
dependencies: [
{ src: 'plugin/markdown/marked.js' },
{ src: 'plugin/markdown/markdown.js' },
{ src: 'plugin/math/math.js', async: true },
{ src: 'plugin/notes/notes.js', async: true },
{ src: 'plugin/highlight/highlight.js', async: true }
]
});
</script>
</body>
</html>