[Network] SSL(Secure Socket Layer)

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1️⃣ SSL(Secure Sockets Layer)

• Netscape사에서 개발한 클라이언트(웹 브라우저)와 서버(웹 서버) 간의 데이터 통신을 암호화하여 보안을 강화하는 프로토콜

• 암호화를 위해 RSA 공개키 알고리즘 사용, X.509 인증서 지원, 443 포트, 전송 계층 ~ 응용 계층에서 동작

• 기밀성, 무결성, 인증의 세 가지 보안 서비스 제공

  ✅ 기밀성 : DES, 3DES, IDEA 등 여러 암호화 방식을 활용하여 송·수신 데이터 보호
  ✅ 무결성 : 데이터 위·변조 방지
  ✅ 인증 : 서버 신뢰성 검증 (SSL 인증서 사용)

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2️⃣ SSL의 동작 방식

• SSL은 공개키 암호화 및 대칭키 암호화를 함께 사용하여 보안 유지

✅ SSL Handshaking 과정

1. 클라이언트가 서버에 SSL 연결 요청 (Client Hello)
   • 지원 가능한 암호화 알고리즘 및 키 교환 알고리즘, MAC 암호화 등 버전 정보 전송
2. Client Hello에서 서버가 지원 가능한 알고리즘을 클라이언트에게 전송 (Server Hello)
3. 서버가 클라이언트에게 인증서를 전송하여 클라이언트가 검증
   • CA(인증기관)에서 발급한 신뢰할 수 있는 인증서인지 확인
4. 클라이언트가 세션 키를 생성하고 서버에 암호화하여 전송
   • 클라이언트는 암호 통신에 사용할 세션 키를 생성하고 이것을 서버의 공개키로 암호화하여 Premaster Key를 생성하여 서버로 전송
5. 서버가 세션 키 복호화 후, 클라이언트와 안전한 통신 개시
   • 이후 데이터 전송은 빠른 속도의 대칭키 암호화 방식 사용

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3️⃣ SSL 구성요소

1. Change Cipher Spec Protocol

• SSL에서 협의된 암호화 방법을 클라이언트와 서버가 사용할 것임을 알리는 프로토콜
• SSL 프로토콜 중 가장 단순한 프로토콜
• HandShake 과정에서 협의된 암호화 알고리즘, 키 교환 알고리즘, MAC(Message Authentication Code) 알고리즘, 해시(Hash) 알고리즘이 실제로 사용될 것임을 클라이언트와 서버에 공지

2. Alert Protocol

• SSL 통신 중 오류 발생 및 세션 종료와 관련된 메시지를 전달하는 프로토콜
• SSL 통신 중 세션 종료, 비정상적인 동작, 오류 발생 시 클라이언트와 서버 간 경고 메시지를 전달하는 프로토콜
• 첫 번째 바이트(Level 필드) 값이 1인 경우 Warning(경고), 값이 2인 경우 Fatal Alert(심각한 오류) 발생하여 즉시 세션 종료
• 두 번째 바이트에는 Alert의 원인(Description 필드)이 포함

3. Record Protocol

• 실제 데이터를 암호화, 무결성 검사, 압축하여 안전하게 송·수신하는 역할
• 상위 계층에서 전달받은 데이터를 암호화, 무결성 검사(MAC), 압축한 후 전송하는 역할
• 데이터는 SSL이 처리 가능한 크기로 블록화한 후 전송
• 수신 측에서는 데이터를 복호화, MAC 검증, 압축 해제, 재결합 후 상위 계층으로 전달

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4️⃣ OpenSSL

• SSL/TLS 프로토콜을 구현한 오픈소스 라이브러리로, 데이터 암호화, 보안 통신, 인증서 관리 등을 지원

📌 하트블리드(Heartbleed)

• 하트블리드(Heartbleed, CVE-2014-0160)는 OpenSSL 1.0.1 ~ 1.0.1f 버전에서 발생한 심각한 보안 취약점
• OpenSSL의 TLS/DTLS Heartbeat Extension의 취약점을 악용하여 공격자가 서버 메모리를 64KB씩 반복적으로 읽을 수 있음

공격자 → 서버: Heartbeat 요청 (패킷 길이 위조)
서버 → 공격자: 서버 메모리의 64KB 데이터 반환 (기밀 정보 포함)

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📝 참고

https://www.ssl.com/article/ssl-tls-handshake-ensuring-secure-online-interactions/