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TLS的设计中,将上述功能分为:对称加密传输的记录协议,即:Record Protocol认证密钥协商的握手协议,即:Handshake Protocol另外,
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电子科技大学信息与软件工程学院
实验指导书
(实验)课程名称网络安全攻防技术实验
电子科技大学教务处制表
网络安全协议实验指导书
目 录
实验 1 TLS 实验...................................................................................................................................2
【实验目的】 ..................................................................................................................................2
【实验内容】 ..................................................................................................................................2
【实验原理】 ..................................................................................................................................2
【实验步骤】 ................................................................................................................................25
【实验报告】 ................................................................................................................................35
实验 3 IPSec VPN 实验......................................................................................................................36
【实验目的】 ................................................................................................................................36
【实验内容】 ................................................................................................................................36
【实验原理】 ................................................................................................................................36
【实验步骤】 ................................................................................................................................36
【实验报告】 ................................................................................................................................40
实验 3 WPA-PSK 口令攻击实验.......................................................................................................43
【实验目的】 ................................................................................................................................43
【实验内容】 ................................................................................................................................43
【实验原理】 ................................................................................................................................43
【实验步骤】 ................................................................................................................................48
【实验报告】 ................................................................................................................................56
2
实验 1 TLS 协议实验
【实验目的】
1)掌握 TLS 协议原理;
2)掌握 TLS 协议的语法、语义和时序。
【实验内容】
1) 配置 TLS 协议分析环境;
2) 配置 apache 服务器的 https 协议
3) 对指定域名发起 HTTPS 请求,抓包分析 TLS 协议流程、提取其中的关键信息。
【实验原理】
TLS 协议分层
TLS 的密码学安全目标包括:保密性、完整性、身份认证
对于保密性来说,通常是通过对称加密组件实现。对称加密的前提是通信双方需要
有共享密钥,因此需要一个密钥协商组件。TLS 的设计中,将上述功能分为:
(1)对称加密传输的记录协议,即:Record Protocol
(2)认证密钥协商的握手协议,即:Handshake Protocol
另外,还有三个辅助协议:
(1)Change Cipher Spec 协议
(2)Alert 协议
(3)Application Data 协议
因此,在设计上,TLS 协议是由 TLS 记录协议(Record Protocol)和 TLS 握手协议
(Handshake Protocol)两层协议构成。记录协议位于下层,握手协议位于上层,记录协
议对上层数据包进行封装,然后利用 TCP 协议进行传输。握手协议又进一步划分为 4
个子协议。如图 -1 所示:
网络安全协议实验指导书
TLS Record Protocol
Handshake
protocol
ChangeCipherSpec
Alert
protocol
Application
data
TCP
IP
http, ftp, ssh
TLS
图 -1 TLS 协议分层结构
记录协议负责实际的数据传输,需要确保传输数据的保密性和完整性,因此需要使
用对称密码和消息认证码,而具体使用的算法及相关参数则是通过上层的握手协议来协
商的。 握手协 议 又分为 4 个子协议:handshake protocol, change cipher specific, alert
protocol, 和 Application data 协议。这些协议又是如何完整协商的呢?下面我们来稍微具
体地说明各协议的功能。
(1)TLS 记录协议
位于 TLS 协议的下层,负责安全传输数据,也就是确保数据传输的保密性和完整性。
保密性和完整性通过对称密码和消息验证码来完成,因为候选的加密算法和消息验证码
算法很多,因此需要通信双方协商来确定一致性,而这个协商过程就是由握手协议完成。
(2)TLS 握手协议
TLS 握手协议又细分为:握手协议(Handshake Protocol)、变更密码规格协议
(ChangeCipherSpec Protocol)、警告协议(Alter Protocol)和应用数据协议(Aplication data
Protocol)。
1) 握手协议
负责在客户端和服务器之间协商密码算法和共享密钥,同时完成基于证书的认证操
作,为后面的应用数据传输做准备。握手协议的目的是使得通信两端就加密算法和相应
的安全参数(比如共享密钥等)达成一致,在这种条件下,通信双方才能够正确理解
(正确解密)
握手协议相当于下述对话:
客 户 端 :“ 你 好 。 我 支 持 的 协 议 版 本 号 是 1.2 , 我 能 够 支 持 的 密 码 套 件 有
网络安全协议实验指导书
RSA/3DES、DSS/AES,请问我们使用哪个密码套件来通信?”
服务器:“你好哦。我们就用 RSA/3DES 密码套件;我的证书也给你看。”
客户端和服务器通过握手协议协商一致后,就会相互发出信号来切换密码,负责发
出信号的就是下面的变更密码规格协议。
2) ChangeCipherSpec 协议
负责向通信对端传达变更密码规格的信号。
这个协议发送的消息相当于下面的对话。
客户端:“好,我们按照刚才的约定切换密码吧。”
如果在协议执行的中途发送错误,则会通过下面的警告协议传送相关信息给对端。
3) Alter 协议
负责在发生错误时将错误信息传给对端。
相当于如下对话:
服务器:“刚才的消息无法正确解密!”
变更密码规格后,如果没有出现错误,则会使用应用数据协议进行应用数据传输。
4) Application data 协议
负责将 TLS 承载的应用数据传递给通信对象。具体来说,就是把把 http、ftp、smtp
的数据流传人 record 层做处理并传输。
TLS Record Protocol
SSL 记录协议为 SSL 连接提供两个服务:
Confidentiality:
Message Integrity:
SSL 记录协议的封装过程如图所示:
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空城大大叔
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