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HTTPS 证书被伪造了怎么办?

51CTO 赵宁宁 2020-07-10 10:19:04

HTTPS 协议的安全依赖于它的证书机制,如果攻击者申请到了一张和你的网站一摸一样的证书,那你网站的安全机制也就不复存在了。本文来聊一聊,如何预防 HTTPS 证书伪造。

证书劫持

如果想部署 HTTPS 网站,首先向 CA 机构申请一张证书, CA 机构在审核申请者的身份后,会签发一张证书,证书中包含了申请者网站的主机名、主机公钥,同时 CA 机构会用自己的私钥对整个证书进行签名,并将签名添加到证书文件中,然后发送给证书申请者。证书是 TLS 协议中非常关键的一环,其主要作用:

向网站访问者确认服务器的真实身份,确保客户端(浏览器)是和真正的网站提供者在通信,避免遇到中间人攻击,实现密码学中的身份认证特性。

客户端和服务器使用证书中的公钥(依赖于不同的密码协商算法,功能有所不同)协商出主密钥(Master Secret),有了主密钥,客户端和服务器端就可以保证通信数据是加密且没有被篡改。


HTTPS 证书最大的问题就是伪造证书的存在,一旦出现伪造证书,安全体系将会非常脆弱,出现伪造证书的原因如下:

CA 机构有意无意会签发一些错误的证书,比如 CA 机构没有正确校验申请者的身份。

CA 机构是一个追求盈利的机构,在利益的驱动下,可能会无节制的签发证书,如果签发一个恶意的二级 CA 证书,带来的危害更大。

攻击者会通过各种技术攻击手段,冒充或者伪造某个域名的拥有者,从而成功申请到一张证书,然后通过证书进行危害操作。

这时,证书的使用者可能会存在下面的困惑:


域名拥有者无法知晓那些 CA 机构给他签发了证书,也不知道是否有人冒充他的身份申请证书并提供服务。

CA 机构并不清楚它到底签发了多少证书,也不确定是否签发了伪造证书,二级 CA 签发机制不可控。

对于浏览器来说,它没有技术手段校验证书是否是合法的。


证书透明度

为了解决证书潜在的问题,谷歌提出了一个解决方案,这就是证书透明度(CT)。CT 是一组技术解决方案,它能够审计、监控证书的签发、使用,从而让更透明,它不是证书的替代解决方案,而是证书的有效补充。通过 CT,能够达成以下的几个目标:


CA 机构能够知晓其签发了那些证书,并快速检测到是否签发恶意证书了。

网站拥有者能够知晓域名对应证书签发的全过程,一旦发现有攻击者伪造了域名对应的证书,可以快速联系 CA 机构,吊销该证书。

浏览器厂商能够审计证书的使用情况,如果发现有恶意证书,可以快速关闭HTTPS连接,保障用户的安全。


CT 日志服务所使用的技术和区块链技术非常类似,通过密码学手段(Merkle hash tree)保证了其数据只能增长,但修改、插入、删除都会被发现。由于审计单条数据的成本并不高,审计员可以是一个单独的服务,也可以是观察者的一项功能,甚至可以作为客户端的一部分。

Expect-CT

为了确保浏览器能在访问到缺少 CT 监督的证书(例如 CA 意外发出的证书)时采取措施,Google 提案增加了一个新的 Expect-CT HTTP Header,该 HTTP Header 用来告诉浏览器期望证使用书透明度服务。Expect-CT CT 头部允许站点选择报告或强制执行证书透明度要求,这可以防止站点证书错误被忽视的情况。当站点启用 Expect-CT CT Header 时,浏览器会检查该站点使用的证书是否出现在公共CT日志中,这能有效的避免中间人攻击等 HTTPS 威胁,让站点更加安全。


Expect-CT: report-uri="", enforce,max-age=

在部署的时候有两种策略可供选择,一种是仅报告,一种是强制执行。在仅报告策略中,浏览器在没有收到有效的CT信息情况下,会向report-uri设置的地址发送报告。对于该策略,你可以如下设置:

Expect-CT: max-age=0, report-uri="https://{$subdomain}.report-uri.com/r/d/ct/reportOnly"

该策略下,如果浏览器未收到有效的CT信息,不会终止连接,只会向你指定的URI发送报告。而第二种策略可如下设置:

Expect-CT: enforce, max-age=30, report-uri="https://{$subdomain}.report-uri.com/r/d/ct/enforce"

这也就是告诉浏览器强制执行 CT 策略并且缓存该状态 30s 。如果浏览器没有收到有效的 CT 信息,将会终止链接同时也会发送报告。在正确的配置好 CT 信息后,你可以将该时间设置的更长。


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