.NET安全系列之七：通信相关内容

安全连接 - SSL

SSL(Secure Sockets Layer, 安全套接字层)协议保证两个在Internet上通信的应用程序之间的保密性和可靠性。SLL建立在TCP层的基础上。其提供了面向连接的安全性，有如下四个属性：

• 链接是私有的，加密仅对这个会话有效。
• 对称密钥加密算法（例如：DES）用于加密。会话密钥使用非对称密钥加密算法来交换。
• 数字证书用于验证通信实体的标识。
• 安全散列函数，如SHA或MD5，用作消息验证代码(MAC)。

SSL协议的目标有：

• 加密的安全性 - 对会话使用对称密钥，对验证使用公共密钥。
• 通用性 - 在不同的OS和编程语言间使用。
• 可扩展性 - 添加允许在SSL框架中使用的数据加密协议。
• 相对的高效 - 使用高速缓存技术减少计算和网络操作。

 

SSL算法的具体过程

         两个使用SSL协议通信的实体必须各有一个公共 - 私有密钥对，并可以用数字证书验证它们各自的公共密钥。

         在会话的开始，客户端和服务器交换信息，验证彼此的身份。这个验证过程称为握手协议。在这个过程中，将协商使用什么会话ID、压缩方法和加密包。如果存在证书，它们也要交换。尽管证书是可选的，但如果没有证书，客户端和服务器可能拒绝新链接，停止会话。

         在接收到彼此的公共密钥后，就交换建立在随机生成的数字基础上的一组密钥，用彼此的公共密钥加密它们。之后就可以开始交换应用程序数据了。应用程序数据使用一个对称密钥进行加密，并发用一个数据的标记散列，以验证数据的完整性。

 

.NET Framework中有类实现了SSL客户端。通过IIS Web服务器部署服务时，可以使用服务器端的SSL。这样可以在Windows平台下获得一个完整的保护B/S系统数据安全的方案。

 

示例1：下面程序演示了在.NET平台上访问SSL保护的Web服务器。

​WebRequest req = WebRequest.Create("http://www.cnblogs.com");
WebResponse result = req.GetResponse();

但是用含有https的URL创建WebRequest(System.Net命名空间)时，WebRequest会自动使用SSL协议。

 

示例2：下面示例了访问一个安全的URL，其考虑了像编码这样的细节。

​using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Text;
 
class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("请输入一个https的url");
        string url = Console.ReadLine();
 
        string ms = "";
 
        try
        {
            ms = Create(url, "utf-8");
        }
        catch(Exception ex)
        {
            Console.WriteLine(ex.StackTrace);
        }
        Console.WriteLine(ms);
    }
 
    //创建一个HTTP安全请求对象，并获得它的相应流
    public static string Create(string url, string encod)
    { 
        WebRequest req = WebRequest.Create(url);
        WebResponse result = req.GetResponse();
        Stream ReceiveStream = result.GetResponseStream();
 
        //由Encoding对象创建一个编码实例
        Encoding enc = Encoding.GetEncoding(encod);
        //创建流读取器
        StreamReader sr = new StreamReader(ReceiveStream, enc);
 
        //读取整个流 - 把整个Web页面对象串行化入字符串
        string response = sr.ReadLine();
        return response;
    }
}

说完了客户端，接着我们来讨论下如何在IIS上配置SSL，由前面介绍我们知道SSL基于公钥私钥对来实现，而安全证书正是作为这样一组密钥提供加密认证服务。我们可以通过域控制器上配置的证书中心得到证书，但这种证书没法被浏览器校验，会出现安全警告，不适合在互联网生产环境中使用（在域内部使用没有这个问题）。更好的方法的是由VeriSign 等安全公司申请证书， IE 等浏览器中内置这些机构的根证书，可以验证由这些组织得到的证书数字签名，从而确保证书的可靠性，且没有安全警告等影响易用性的问题。

从VeriSign获取SSL证书的步骤：

通过IIS MMC管理窗口中服务器证书内创建证书申请生成一个证书签名请求(CSR)，将生成的CSR中的内容复制到VeriSign申请系统中。这样就可由VeriSign得到一个证书，把其安装到IIS中即可。

         在IIS中安装完证书后，就可以使用SSL连接（https）访问服务器上的所有Web页面（服务器防火墙注意开放443端口），只需将http://换成https://即可。在网站设计中我们应该只对登陆，交易等页面使用SSL，对所有页面使用SSL会影响服务器性能。

最后我们讨论一下在网站中部署SSL的方法

1.       将Web.config中的<forms>的requireSSL属性设置为true，这样所有信息都通过SSL传输，对于大型网站会影响性能不建议使用。

2.       在iis中选中一个页面，进入功能视图中SSL设置页，选中“要求SSL”这一项。这个做法也有个的问题，当使用http://访问这个页面时将会被拒绝而不是友好的转到https://下的同页面。一个折中的做法是在链接上使用绝对URL，从而对需要使用SSL的页面上进行正确的导航。

3.       这是我们要介绍的一种比较好的实践

对于需要强制使用SSL的页面我们统一使用一个母版页，在这个母版页的OnInit处理函数中我们进行如下处理：

public override void OnInit(EventArgs e)
{
    if (!Request.IsSecureConnection)
    {
        //第二值设为true表示结束本次请求
        Response.Redirect(Request.Url.AbsoluteUri.ToLower().Replace("http://", "https://"), true);
    }
    base.OnInit(e);
}

这样如果在应该使用SSL的请求中使用了普通的http链接，则会结束当前请求（减少资源浪费），并发起一个新的正确请求。

对于不强制使用SSL的页面也使用一个母版页，但对于这些页我们做灵活处理，我们可以通过页面中的ViewState的设置来灵活的选择这个也是否可以使用SSL。在母版页中我们使用一个属性来得到内容页ViewState的设置，这个属性返回一个bool表示是否使用SSL。

public bool EnforceSSL
{
    get
    {
        if (ViewState["enforceSSL"] != null)
        {
            return (bool)ViewState["enforceSSL"];
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    set
    {
        ViewState["enforceSSL"] = value;
    }
}

​此属性在母版页面OnInit事件发生时还不能访问，所以在这个母版页中我们选择在OnPreRender事件处理程序中处理：

public override void OnPreRender(EventArgs e)
{
    if (EnforceSSL)
    {
        if (!Request.IsSecureConnection)
        {
            Response.Redirect(Request.Url.AbsoluteUri.ToLower().Replace("http://", "https://"), true);
        }
    }
    else if (Request.IsSecureConnection)
    {
        Response.Redirect(Request.Url.AbsoluteUri.ToLower().Replace("https://", "http://"), true);            
    }
}

这其中对于不需要使用SSL，我们将其转向普通http请求。