TI-Studium-Mitschriften/Semester 6/ITSARCH/Skript_Notizen/TLS 4.5.md

🔐 GRUNDLAGEN VON SSL / TLS

Was ist SSL/TLS?

• SSL (Secure Socket Layer): ursprünglich von Netscape entwickelt.
• TLS (Transport Layer Security): Weiterentwicklung von SSL 3.0 durch IETF.
• Ziel: Ende-zu-Ende sichere Kommunikation über TCP/IP.

Hauptfunktionen

• Datenverschlüsselung
• Server-Authentifizierung
• Nachrichtenintegrität (MAC / HMAC)
• (Optional) Client-Authentifizierung

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🧱 PROTOKOLLARCHITEKTUR

SSL-Protokoll besteht aus:

• Handshake Protocol: Aushandlung der Sicherheitsparameter
• Change Cipher Spec: Aktivierung neuer Sicherheitsparameter
• Alert Protocol: Fehler- und Warnmeldungen
• Record Protocol: Verschlüsselung und MAC auf Anwendungsebene

Protokollstapel:

SSL liegt zwischen TCP/IP und der Anwendungsschicht (z. B. HTTP, FTP).

🔁 VERBINDUNGSAUFBAU (SSL Handshake)

Ablauf

1. Client → Server: Client_Hello

   • Protokollversion, Zufallswert, Session-ID, unterstützte Cipher Suites & Kompression

2. Server → Client: Server_Hello

   • Auswahl aus Vorschlägen + Server-Zertifikat (X.509)
   • optional: Certificate_Request → Client-Zertifikat
   • Server_Hello_Done

3. Client → Server:

   • Optional: Certificate, Certificate_Verify (Authentifizierung)
   • Client_Key_Exchange: Pre-Master Secret (verschlüsselt mit Server-Public-Key)
   • Change_Cipher_Spec
   • Finished: verifizierbarer Hash

4. Server → Client:

   • Change_Cipher_Spec
   • Finished

Wichtig:

• Pre-Master Secret → Master Secret (384 Bit) → Key Block
• Schlüssel werden symmetrisch genutzt

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🗝️ SCHLÜSSELERZEUGUNG

Aus dem Master Secret werden erzeugt:

• MAC-Schlüssel (Client/Server)
• Verschlüsselungsschlüssel
• Initialisierungsvektoren (IVs) Aufteilung (Key Block):
• Client_Write_MAC_Secret
• Server_Write_MAC_Secret
• Client_Write_Key
• Server_Write_Key
• Client/Server_Write_IV

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📄 ZUSAMMENHÄNGE: SESSION & VERBINDUNG

Begriff	Beschreibung
Session	Kommunikationskanal, definiert durch Handshake
Verbindung	Instanz mit eigener Schlüsselverwendung

• Mehrere Verbindungen können zu einer Session gehören.
• Session-ID dient zur Wiederaufnahme (Session Resumption).

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🧾 SSL RECORD LAYER

Verarbeitungsschritte

1. Fragmentierung (max. 16 KB)
2. Optionale Kompression
3. MAC-Berechnung (z. B. mit SHA/MD5)
4. Verschlüsselung mit vereinbarten Algorithmen
5. Versand

Empfängerseite:

• Umgekehrte Schritte (Decryption → MAC-Prüfung → Dekompression)

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⚙️ WICHTIGE PROTOKOLLDETAILS

• Alert Protocol: Meldet Fehler (z. B. Handshake Failure)
• Cipher Suites enthalten:
  • Verschlüsselungsalgorithmus (z. B. AES, RC4, 3DES)
  • MAC-Algorithmus (MD5, SHA-1)
  • Schlüsselaustausch (z. B. RSA, Diffie-Hellman)
• Wiederverwendbare Sitzungen verbessern Performance:
  • Session-ID beim Client_Hello senden
  • Bei Erfolg: Server_Hello mit derselben Session-ID

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📦 PORTS FÜR SSL/TLS (laut IANA)

Dienst	SSL-Port
HTTPS	443
SMTP	465
POP3	995
IMAP	993
NNTP	563
LDAP	636
FTP	990

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✅ ZUSAMMENFASSUNG FÜR DIE KLAUSUR

• TLS = Weiterentwicklung von SSL
• Ziel: Verschlüsselung, Authentifizierung, Integrität
• SSL-Handshake:
  • Aushandlung der Cipher Suites
  • Authentifizierung via Zertifikaten (X.509)
  • Session Keys für symmetrische Verschlüsselung
• SSL ist applikationsunabhängig
• SSL Record Layer = zentrale Schicht zur Absicherung der Nutzdaten