分类： 云计算
2022-10-21 09:48:59
随着移动互联网的普及，IM即时通讯类应用几乎替代了传统运营商的电话、短信等功能。得益于即时通讯技术的实时性优势，使得人与人之间的沟通和交流突破了空间、时间等等限制，让信息的传递变的无处不在。但互联网为我们的生活带来极大便利的同时，用户的隐私和通信安全问题也随之而来。对于IM应用开发者来说，信息沟通的开放性也意味着风险性，用户与网络和移动设备的高度依赖，也为不法之徒提供了可乘之机。因此，提升即时通讯应用的安全性尤其重要。
即时通讯面临的安全问题
1）窃取内容：如果在整个即时通讯的通信过程中，其数据内容是未加密或弱加密的，那么其信息被截获后就可以直接被读取出来。
那么，这就会导致用户数据（包括个人隐私数据）的泄露，甚至可能危害用户的财产安全（比如微信这类IM中，红包、钱包都会涉及财产安全）。如果在办公场景下，被窃取的还可能是公司商业机密，那势必将会造成更大的经济损失。
2）篡改内容：如果通信内容被截获后，对其进行修改再发送，会破坏信息的正确性和完整性（此消息已非彼消息）。
3）伪造内容：如果用户通信凭证（比如token）被窃取或在通信过程中穿插其他信息，就可能为冒用用户身份骗取与之通信者的信任创造可能，埋下更大的安全隐患。
4）传播不法内容：基于即时通讯系统的消息推送能力，不法分子除了可能传播涉黄、涉赌、暴恐或危害国家安全的信息外，还可能传播计算机木马病毒等，可能带来的危害范围将进一步扩大。
常用的互联网攻击手段
1）移植木马：过在终端移植木马，截获或篡改信息。
2）伪造应用：通过伪造 APP 或在 APP 中添加后门等方式，使终端用户误以为是正常应用进行使用，从而达到其不法目的。
3）网络抓包：通过在网络设备上进行抓包，获取用户通信内容。
4）中间人攻击：通过劫持 DNS 等手段，使用户通信连接经过攻击者的设备，从而达到窃取、篡改等目的。
5）漏洞挖掘：服务端或终端除了自有的程序以外还包含了各种三方组件或中间件，通过挖掘其上的漏洞，达到不法目的。
针对前述的安全问题和攻击手段，将密码学应用在即时通讯系统连接上，对通信数据进行加密就变得尤为重要。
密码学解决信息安全的三要素（CIA）即：
1）机密性（Confidentiality）：保证信息不泄露给未经授权的用户；
2）完整性（Integrity）：保证信息从真实的发信者传送到真实的收信者手中，传送过程中没有被非法用户添加、删除、替换等；
3）可用性（Availability）：保证授权用户能对数据进行及时可靠的访问。
以上表述，好像有点绕口，我们换个通俗一点的表述。。。
密码学在网络通信中的三大作用就是：
1）加密：防止坏人获取你的数据；
2）认证：防止坏人修改了你的数据而你却并没有发现；
3）鉴权：防止坏人假冒你的身份。
除 CIA 外，还有一些属性也是要求达到的，如可控性（Controllability）和不可否认性（Non-Repudiation）。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询
在即时通讯中的应用
作为即时通讯中的关键组成，IM即时通讯系统为了实现消息的快速、实时送达，一般需要客户端与服务器端建立一条socket长连接，用以快速地将消息送达到客户端。
通常即时通讯客户端会以 TCP 或 UDP 的方式与服务器建立连接，同时某些场景下也会使用 HTTP 的方式从服务器获取或提交一些信息。
整个过程中所有的数据都需进行加密处理，简单的数据加密和解密过程可以归纳为：发送方输入明文 -> 加密 -> 生成密文 -> 传输密文 -> 接收方解密 -> 得到明文。
这其中，我国也有一套自有的密码算法（国密算法）：国密算法，即国家商用密码算法，是由国家密码管理局认定和公布的密码算法标准及其应用规范，其中部分密码算法已经成为国际标准。如 SM 商用系列密码：对称加密算法 SM4、非对称加密算法 SM2、信息摘要算法 SM3。
客户端和服务器端建立 SSL/TLS 握手时，需要完成很多步骤：密钥协商出会话密钥、数字签名身份验证、消息验证码 MAC 等。
整个握手阶段比较耗时的是密钥协商，需要密集的 CPU 处理。当客户端和服务器断开了本次会话连接，那么它们之前连接时协商好的会话密钥就消失了。在下一次客户端连接服务器时，便要进行一次新的完整的握手阶段。
这似乎没什么问题，但是当系统中某一时间段里有大量的连接请求提交时，就会占用大量服务器资源，导致网络延迟增加。
为了解决上面的问题，TLS/SSL 协议中提供了会话恢复的方式，允许客户端和服务器端在某次关闭连接后，下一次客户端访问时恢复上一次的会话连接。
会话恢复有两种：
1）一种是基于 Session ID 的恢复；
2）一种是使用 Session Ticket TLS 扩展。
基于Session ID的SSL/TLS长连接会话恢复
一次完整的握手阶段结束后，客户端和服务器端都保存有这个 Session ID。
在本次会话关闭，下一次再次连接时：客户端在 Client Hello 子消息中附带这个 Session ID 值，服务器端接收到请求后，将 Session ID 与自己在 Server Cache 中保存的 Session ID 进行匹配。
如果匹配成功：服务器端就会恢复上一次的 TLS 连接，使用之前协商过的密钥，不重新进行密钥协商，服务器收到带 Session ID 的 Client Hello 且匹配成功后，直接发送 ChangeCipherSpec 子协议，告诉 TLS 记录层将连接状态切换成可读和可写，就完成会话的恢复。
