TLS1.3 协议的加密过程

记录一下 TLS1.3 的加密过程，如何协商会话秘钥

TLS 就是 HTTPS 的那一层加密协议，前身是SSL，但是现在SSL已经淘汰了。之前用wireshark 抓包看，现在的网站多是TLS1.2。

这层协议的主要流程大概是双方先通过非对称协商握手，得出一个对称密钥，然后再通过这个对称密钥加密进行通信。

官方说明文档：https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc8446
（有亿点复杂，麻了，想要知道细节的话就去看文档吧，160页的论文）

一. 与 TLS 1.2 的主要区别

对称加密算法换成带有关联数据的经过身份验证的加密 (AEAD) 算法。可以理解为他将完整性和机密性结合了？
静态 RSA 和 Diffie-Hellman 密码套件已被删除。所有基于公钥的密钥交换机制现在都提供前向保密。
重新设计了密钥派生函数：使用基于HMAC的提取和扩展密钥派生函数 (HKDF) 。
TLS 1.2 版本协商机制已被弃用，TLS1.3和1.2不能兼容。

二. 协议概述

1.TLS 支持三种基本密钥交换模式

(EC)DHE (Diffie-Hellman over either finite fields or elliptic curves)
PSK-only
PSK with (EC)DHE

2. 完整 TLS 握手

TLS 握手

3. 握手有三个阶段

Key Exchange（密钥交换）：建立共享密钥材料并选择加密参数。此阶段之后的所有内容均已加密。
Server Parameters（服务器参数）：建立其他握手参数（客户端是否认证，应用层协议支持等）。
Authentication（身份验证）：验证服务器（以及可选的客户端）并提供密钥确认和握手完整性。

由ClientHello 和 ServerHello 协商的密钥材料生成最后的共享密钥。

(EC)DHE and PSK，这两个密钥建立方法，可以单个使用，也可以同时。应该是由客户端选择的，客户端在ClientHello中添加相应的拓展字段。（TLS 1.3 ClientHello 消息总是包含扩展（至少是“supported_versions”，否则，它们会被解释为TLS 1.2ClientHello 消息）

ClientHello中有

offered protocol versions：a list of symmetric cipher/HKDF hash pairs.
Diffie-Hellman key shares (in the “key_share” extension) 或者 pre-shared key labels (in the “pre_shared_key” extension)，也可以两者都有。

三. 密钥生成

密钥派生过程使用了为 HKDF [ RFC5869 ] 定义的 HKDF-Extract 和 HKDF-Expand 函数。
输入密钥材料 (IKM)，通过 HKDF 生成最终密钥。

输入的两个参数：

PSK (a pre-shared key established externally or derived from the
resumption_master_secret value from a previous connection)
(EC)DHE shared secret

四. 密码套件 CipherSuite

对称密码套件定义了一对 AEAD算法和哈希算法，以与 HKDF 一起使用。
CipherSuite
TLS 1.3 有五个密码套件：

TLS_AES_256_GCM_SHA384
TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
TLS_AES_128_GCM_SHA256
TLS_AES_128_CCM_8_SHA256
TLS_AES_128_CCM_SHA256

例如：TLS_AES_128_CCM_SHA256
AES-CCM (AES-CTR + CBC-MAC,128-bit) (a AEAD algorithm)，
SHA256 is the hash function used in HKDF.文章来源地址https://uudwc.com/A/EMpo