TLS/SSL 协议 - ClientHello

ClientHello

在一次新的握手流程中，ClientHello消息总是第一条消息。这条消息将客户端的功能和首选项传送给服务器。客户端会在新建连接后，希望重新协商或者响应服务器发起的重新协商请求（由HelloRequest消息指示）时，发送这条消息。

Wireshark 抓取ClientHello消息：

• Version
  协议版本（protocol version）指示客户端支持的最佳协议版本。从低到高依次 SSLv2、SSLv3、TLSv1、TLSv1.1、TLSv1.2，当前基本不再使用低于 TLSv1 的版本;

• Random
  随机数（random）字段包含32字节的数据。当然，只有28字节是随机生成的；剩余的4字节包含额外的信息，受客户端时钟的影响。4个字节以Unix时间格式记录了客户端的协调世界时间（UTC）。协调世界时间是从1970年1月1日开始到当前时刻所经历的秒数，那么时间是不断的上涨的，通过前4字节填写时间方式，有效的避免了周期性的出现一样的随机数。使得“随机”更加“随机”。随机数是用来生成对称密钥的。
  在握手时，客户端和服务器都会提供随机数。这种随机性对每次握手都是独一无二的，在身份验证中起着举足轻重的作用。它可以防止重放攻击，并确认初始数据交换的完整性。

• Session ID
  在第一次连接时，会话ID（session ID）字段是空的，这表示客户端并不希望恢复某个已
  存在的会话。在后续的连接中，这个字段可以保存会话的唯一标识。服务器可以借助会话ID在自己的缓存中找到对应的会话状态。
  如果Session id length有值，对于 SSL 2.0 Session id length 0~16字节，其后的版本扩大到32字节。本报文中Session id length是0，后面就没有跟Session id，直接是Cipher suit length。
  Session id并不一定是32字节，RFC规定可以0~32字节。只是Session id由服务器生成，服务器普遍采用OpenSSL，而OpenSSL基本只生成32字节的session id，如果碰到其他字节长度的Session id，切莫认为是异常client hello。

• Cipher Suites

密码套件（cipher suite）块是由客户端支持的所有密码套件组成的列表，该列表是按优先级顺序排列的。加密套件列出了客户端能够支持的加密方式、算法等信息。不同的加密套件性能不一样，安全性不一样，也导致了SSL交互报文的不一样。

例如，TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 各字段含义：

字段	TLS	ECDHE	RSA	WITH	AES_256_GCM	SHA384
解释	代表TLS协议	对称加密密钥交换算法	非对称密钥算法，也就是公钥/私钥算法	分割作用	对称加密算法	哈希算法

示例1：
TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA1，它表示，密钥交换使用RSA，身份认证算法用RSA(证书是身份认证一部分，我们还需要用RSA去验证证书)，对称加密算法使用RC4，摘要算法使用SHA1。

示例2：
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA1，它表示，密钥交换算法使用ECDHE（短暂椭圆曲线），身份认证算法使用ECDSA，对称加密算法使用AES_128_CBC，摘要算法使用SHA1。

客户端把自己所支持的加密套件全部发送给服务器，服务器会从中选择一个加密套件。每个加密套件用2字节表示。每个加密套件用2字节表示，这里一共30个加密套件，所以理所当然的，Cipher Suits Length是30 * 2 = 60字节。

• Compression
  客户端可以提交一个或多个支持压缩的方法。默认的压缩方法是null，代表没有压缩。
• Extensions
  扩展（extension）块由任意数量的扩展组成。这些扩展会携带额外数据。TLS扩展是一种通用目的的扩展机制，使用这种机制可以在不修改协议本身的条件下为TLS协议增加功能。
  例如：Server_name(SNI):

SSL存在验证证书的时候，有这么一个判断：比较“浏览器输入的地址”和“获取的证书的名称”。如果一样，那么接着验证，如果不一样，那么认为证书是不可信的。

[参考文献]

1. 百度百科 SSL
2. 《HTTPS 权威指南：在服务器和Web应用上部署SSL/TLS和PKI》
3. SSL/TLS握手过程 https://www.cnblogs.com/barrywxx/p/8570715.html
4. TLS/SSL 协议详解 (9) Client hello https://blog.csdn.net/mrpre/article/details/77867439
5. 例说图解TCP/IP协议族--TLS篇(1)抓包分析SSL/TLS握手 https://blog.csdn.net/Wendy019900107/article/details/90042622