SSL est actuellement le standard pour les transactions sécurisées sur Internet. Ce protocole est utilisé pour chiffrer et authentifier les serveurs.
SSL est l'abréviation de Secure Sockets Layer. Il faut prendre gare au sens dans lequel on emploie ce terme. L'IETF a spécifié un standard de sécurité appelé TLS (Transport Layer Secure) et c'est ce mode de sécurité qui est utilisé sur Internet, lui-même étant conçu à partir des spécificités SSL 3.0 définies par la société Netscape. TLS en est actuellement à sa version 1.0.
Le protocole SSL
SSL utilise les fonctionnalités offertes par TCP/IP pour permettre aux couches supérieures d'accéder à un mode d'accès sécurisé. Dans les plus courants utilisant ce mode, on va trouver bien sûr HTTP mais aussi LDAP, SMTP, NNTP ou encore IMAP.
Les trois fonctionnalités de SSL sont :
- Authentification du serveur : cela permet à un utilisateur d'avoir une confirmation de l'identité d'un serveur. En effet un programme client SSL utilise des méthodes de chiffrement à clé publique pour vérifier si le certificat et l'identité publique fournis par le serveur sont valides et ont été fournis par un fournisseur de certificat présent dans la liste de ceux connus du client. Cette fonctionnalité est importante dans la mesure où le client doit envoyer des données confidentielles comme son numéro de carte bleue.
-Authentification du client : la technique est ici exactement la même que pour l'authentification du serveur. Cela peut servir si le serveur envoie des informations importantes à un client, qui doit, dans ce cas être authentifier.
-Chiffrement des données : toutes les données issues de l'entité émettrice sont chiffrées et déchiffrées par l'entité réceptrice, ce qui permet de garantir la confidentialité des données. Un mécanisme permet également de garantir l'intégrité des données.
Le protocole SSL peut être divisé en 2 sous protocoles : l’encodage (record) et la négociation (handshake). Le premier définit tout ce qui touche à l'envoi des données. Le second est utilisé pendant toute la phase de négociation entre le client et le serveur jusqu'à ce que tous les paramètres soient validés par l'un et l'autre.
L'encodage dans SSL
SSL est capable d'utiliser différents mécanismes de chiffrement créés pour l'authentification, l'envoi de certificats ou l'établissement des clés. Le choix des mécanismes de sécurité mis en œuvre dépend de plusieurs paramètres : la politique de sécurité de l'entreprise possédant le serveur, la version du protocole SSL ou encore les lois gouvernementales. Le but du sous-protocole de négociation est en outre d’obtenir un accord entre le client et le serveur pour le chiffrement utilisé.
Lors de la phase de négociation, le client et le serveur vont se mettre d'accord sur le meilleur algorithme de chiffrement utilisable entre les parties. La table ci-dessous rend compte des différents algorithmes pouvant être utilisés :
MEILLEURES GARANTIES :
-3DES qui supporte un chiffrement à 168 bits couplé avec SHA-1 pour l'intégrité. Ce mécanisme n'est autorisé qu'à l'intérieur des USA et est approprié aux banques car 3DES est nettement moins rapide que RC4. Supporté par SSL 2.0 et 3.0
BONNES GARANTIES : ce chiffrement est suffisamment fort pour garantir la plupart des transactions électroniques
-RC4 avec un chiffrement 128 bits couplé à MD5 pour l'intégrité. RC4 est le plus rapide des modes de chiffrement offert. Supporté par SSL 2.0 et 3.0.
-RC2 avec un chiffrement 128 bits couplé à MD5 pour l'intégrité. RC2 est plus lent que RC4 et n'est plus supporté que par SSL 2.0.
-DES qui permet un chiffrement sur 56 bits couplé avec SHA-1. Ce chiffrement reste moins performant que RC4 ou RC2. Il est supporté par SSl 2.0 et 3.0 à la différence que SSL 2.0 utilise MD5 pour authentifier les messages.
CHIFFREMENT DEDIE A L'EXPORTATION : C'est le chiffrement qui procure la plus haute sécurité pour une exportation internationale
-RC4 avec un chiffrement 40 bits et MD5. Supporté par SSL 2.0 et 3.0
-RC2 avec un chiffrement 40 bits et MD5. Supporté par SSL 2.0 et 3.0
FAIBLES GARANTIES : ce mécanisme garantit l'intégrité des données, mais les données qui circulent ne sont pas chiffrées.
-Authentification des messages avec MD5 sans chiffrement. Cette méthode permet seulement de garantir l'intégrité des données échangées. Elle est typiquement utilisée dans le cas où le serveur et le client n'ont aucun chiffrement en commun.
La négociation dans SSL
Le SSL combine simultanément l'utilisation de clés publiques et de clés symétriques. Les clés publiques privées ou clés asymétriques procurent en effet une très bonne méthode pour l'authentification mais son utilisation est coûteuse en terme de bande passante. A l'opposé, le mécanisme de clé symétrique (identique pour chiffrer et déchiffrer) est extrêmement rapide mais pas réellement adapté à l'authentification d'un tiers.
Ainsi SSL va utiliser son protocole de négociation qui va être apte à partir des clés publiques et privées du client et du serveur d'établir une communication entre les deux entités avec une clé secrète (symétrique) de taille nettement inférieure à celle rencontrée pour des clés publiques (128 bits contre 1024 ou plus).
Mécanisme
1- Le client envoie au serveur sa version du protocole SSL, ses paramètres de chiffrement, des données générées aléatoirement et d'autres informations dont le serveur a besoin.
2- Le serveur renvoie sa version de SSL, ses paramètres de chiffrement, des données générées aléatoirement et d'autres informations dont le client a besoin. Le serveur envoie également son propre certificat, et si le client demande une information nécessitant un certificat, il demande également un certificat client.
3- Le client utilise les informations envoyées par le serveur pour l'authentifier. Si le serveur ne peut pas être authentifié, la connexion n'a pas lieu.
4- Avec les données préalablement échangées, le client est en mesure d'envoyer au serveur une pré clé secrète, qu'il chiffre avec la clé publique du serveur. Si le serveur a requis une authentification du client, celui ci (le client) renvoie également au serveur un bloc de données signé ainsi que son certificat.
5- Si le serveur a requis une authentification, il authentifie le client. Le serveur utilise alors sa clé privée de façon à pouvoir déchiffrer la pré clé secrète. Le serveur effectue alors une suite d'actions (également effectuées par le client) pour obtenir une clé secrète à partir de la pré clé secrète.
6- Le client et le serveur utilisent la clé secrète pour générer des clés de session qui seront les clés symétriques utilisées pour le chiffrement, déchiffrement des données et l'intégrité.
7- Le client envoie alors un avertissement au serveur le prévenant que les prochains messages seront chiffrés avec la clé de session. Puis il envoie un message chiffré indiquant que la phase de négociation est terminée.
8- Le serveur envoie alors un avertissement au client comme quoi les prochains messages seront chiffrés avec la clé de session. Puis il envoie un message (chiffré cette fois) indiquant que la phase de négociation est terminée.
Authentification
Dans le cas du SSL il est pour le moment assez rare de rencontrer une authentification du client. En effet, la plupart des applications utilisées sur Internet ne requièrent pas un tel niveau de sécurité. De plus, l'authentification du client ressemble très fortement à une authentification du serveur. L'authentification serveur a lieu comme suit :
1- Vérification de la date de validité du certificat du serveur.
2- Est-ce que l'autorité de certification est une autorité de confiance ? Pour vérifier cela, chaque client maintien une liste de noms de domaines. Si le nom spéficié (nom émetteur) correspond à un nom rentré dans la liste, le client passe à l'étape suivante.
3- Vérification de la clé publique à partir de la signature. Le client vérifie la validité de la signature (chiffrée avec la clé privée) fournie dans le certificat grâce à la clé publique qui a été fournie elle aussi dans le certificat. A partir de ce point, le certificat du serveur est considéré comme valable.
4-Vérification du nom de domaine du serveur. Cette étape permet de vérifier que le nom de domaine du serveur défini dans le certificat correspond bien à la même adresse Internet. Cette étape n'est pas obligatoire et dépend de l'implémentation du client SSL. Elle permet cependant d'éviter qu'un usurpateur vienne jouer les intermédiaires entre le client et le serveur et se fasse passer pour l'un et l'autre auprès des deux entités. Vérifier la validité du nom de domaine est le seul moyen d'éviter ce genre de faille qui permet, dans ce cas, à la personne malveillante d'intercepter les informations transitant pendant la négociation et donc ultérieurement de prendre la place du client une fois cette phase passée. Pour usurper l’identité du serveur, le pirate devra également se procurer la clé privée du serveur.
En pratique
Si l’on observe les informations fournies par un navigateur quelconque sur une page SSL (https), on peut obtenir par exemple :
Les trames échangées
Demande de connexion au serveur sur le port 443 (SSL)
14 bytes Ethernet Header
6 bytes Destination Ethernet Address
00:50:80:32:fa:1c
6 bytes Source Ethernet Address
00:00:b4:59:0b:79
2 bytes type
0x800 ( IP )
20 bytes IP header
4 bits version
4
4 bits header length (longwords)
5
1 byte type of service
0x0
2 bytes total length
48
2 bytes identification
0xe601
3 bits Fragmentation Flags
1 bit 0 . . - Reserved
1 bit . 0 . - Don't Fragment (DF)
1 bit . . 0 - More Fragments (MF)
13 bits fragment offset
0x0
1 byte time to live
128
1 byte protocol
0x6 ( TCP )
2 bytes header checksum
0xa0a2
4 bytes source IP address
213.56.33.188
4 bytes destination IP address
195.42.250.4
28 bytes TCP Header
2 bytes source port
1072 (connection SYN (data))
2 bytes destination port
443
4 bytes sequence number
444257
4 bytes acknowledgement number
0
4 bits header length (longwords)
7
6 bits reserved
0
6 bits Flags
0x2
0..... Urgent Offset is valid
FALSE
.0.... Acknowledgment number is valid
FALSE
..0... Pass without delay
FALSE
...0.. Reset connection
FALSE
....1. Synchronize sequence numbers
TRUE
.....0 Sender finshed sending data
FALSE
2 bytes window
65535
2 bytes checksum
0x1a9
2 bytes urgent pointer
0x0
1 byte Option Type
2 ( Maximum segment size )
1 byte Option Length
4
2 bytes Maximum segment size (MSS)
1460
1 byte Option Type
1 ( No operation )
1 byte Option Type
1 ( No operation )
2 bytes Unknown Option(s)
----------
Autorisation de connexion accordée au client
14 bytes Ethernet Header
6 bytes Destination Ethernet Address
00:00:b4:59:0b:79
6 bytes Source Ethernet Address
00:50:80:32:fa:1c
2 bytes type
0x800 ( IP )
20 bytes IP header
4 bits version
4
4 bits header length (longwords)
5
1 byte type of service
0x0
2 bytes total length
48
2 bytes identification
0xf3b
3 bits Fragmentation Flags
1 bit 0 . . - Reserved
1 bit . 1 . - Don't Fragment (DF)
1 bit . . 0 - More Fragments (MF)
13 bits fragment offset
0x0
1 byte time to live
53
1 byte protocol
0x6 ( TCP )
2 bytes header checksum
0x8269
4 bytes source IP address
195.42.250.4
4 bytes destination IP address
213.56.33.188
28 bytes TCP Header
2 bytes source port
443
2 bytes destination port
1072 ( connection SYN/ACK (data) )
4 bytes sequence number
3251071984
4 bytes acknowledgement number
444258
4 bits header length (longwords)
7
6 bits reserved
0
6 bits Flags
0x12
0..... Urgent Offset is valid
FALSE
.1.... Acknowledgment number is valid
TRUE
..0... Pass without delay
FALSE
...0.. Reset connection
FALSE
....1. Synchronize sequence numbers
TRUE
.....0 Sender finshed sending data
FALSE
2 bytes window
32120
2 bytes checksum
0x5667
2 bytes urgent pointer
0x0
1 byte Option Type
2 ( Maximum segment size )
1 byte Option Length
4
2 bytes Maximum segment size (MSS)
1460
1 byte Option Type
1 ( No operation )
1 byte Option Type
1 ( No operation )
2 bytes Unknown Option(s)
----------
Début de communication
14 bytes Ethernet Header
6 bytes Destination Ethernet Address
00:50:80:32:fa:1c
6 bytes Source Ethernet Address
00:00:b4:59:0b:79
2 bytes type
0x800 ( IP )
20 bytes IP header
4 bits version
4
4 bits header length (longwords)
5
1 byte type of service
0x0
2 bytes total length
40
2 bytes identification
0xe801
3 bits Fragmentation Flags
1 bit 0 . . - Reserved
1 bit . 0 . - Don't Fragment (DF)
1 bit . . 0 - More Fragments (MF)
13 bits fragment offset
0x0
1 byte time to live
128
1 byte protocol
0x6 ( TCP )
2 bytes header checksum
0x9eaa
4 bytes source IP address
213.56.33.188
4 bytes destination IP address
195.42.250.4
20 bytes TCP Header
2 bytes source port
1072 ( data )
2 bytes destination port
443
4 bytes sequence number
444258
4 bytes acknowledgement number
3251071985
4 bits header length (longwords)
5
6 bits reserved
0
6 bits Flags
0x10
0..... Urgent Offset is valid
FALSE
.1.... Acknowledgment number is valid
TRUE
..0... Pass without delay
FALSE
...0.. Reset connection
FALSE
....0. Synchronize sequence numbers
FALSE
.....0 Sender finshed sending data
FALSE
2 bytes window
65535
2 bytes checksum
0xa4
2 bytes urgent pointer
0x0
0 bytes data
----------
Le client envoie ses paramètres SSL
14 bytes Ethernet Header
6 bytes Destination Ethernet Address
00:50:80:32:fa:1c
6 bytes Source Ethernet Address
00:00:b4:59:0b:79
2 bytes type
0x800 ( IP )
20 bytes IP header
4 bits version
4
4 bits header length (longwords)
5
1 byte type of service
0x0
2 bytes total length
85
2 bytes identification
0xe901
3 bits Fragmentation Flags
1 bit 0 . . - Reserved
1 bit . 0 . - Don't Fragment (DF)
1 bit . . 0 - More Fragments (MF)
13 bits fragment offset
0x0
1 byte time to live
128
1 byte protocol
0x6 ( TCP )
2 bytes header checksum
0x9d7d
4 bytes source IP address
213.56.33.188
4 bytes destination IP address
195.42.250.4
20 bytes TCP Header
2 bytes source port
1072 ( data )
2 bytes destination port
443
4 bytes sequence number
444258
4 bytes acknowledgement number
3251071985
4 bits header length (longwords)
5
6 bits reserved
0
6 bits Flags
0x18
0..... Urgent Offset is valid
FALSE
.1.... Acknowledgment number is valid
TRUE
..1... Pass without delay
TRUE
...0.. Reset connection
FALSE
....0. Synchronize sequence numbers
FALSE
.....0 Sender finshed sending data
FALSE
2 bytes window
65535
2 bytes checksum
0x57d8
2 bytes urgent pointer
0x0
45 bytes data
----------
Le serveur envoie ses paramètres et son certificat
