#import "../PageTemplate.typ": i
#set list(marker: ([•], [○], [■]))

= เกณฑ์วิธีความมั่นคงของชั้นขนส่ง (Transport Layer Security; TLS)

#i
เกณฑ์วิธีความมั่นคงของชั้นขนส่ง (Transport Layer Security; TLS) เป็นโปรโตคอลการเข้ารหัสที่ออกแบบมาเพื่อรักษาความปลอดภัยการสื่อสารบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์เช่นอินเทอร์เน็ตโปรโตคอลนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่างๆเช่นอีเมลการส่งข้อความโต้ตอบแบบทันทีและบริการเสียงผ่าน IP แต่การใช้งานเพื่อรักษาความปลอดภัย HTTPS ยังคงเป็นที่เปิดเผยต่อสาธารณะมากที่สุด

#i โปรโตคอล TLS มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อรักษาความปลอดภัย รวมถึงความเป็นส่วนตัว (ความลับ) ความสมบูรณ์ และความถูกต้อง ผ่านการใช้การเข้ารหัสเช่น การใช้ใบรับรองระหว่างแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์ที่สื่อสารกันตั้งแต่สองแอปพลิเคชันขึ้นไป โปรโตคอลนี้ทำงานในเลเยอร์การนำเสนอและประกอบด้วยสองชั้น ได้แก่ ระเบียน TLS และโปรโตคอล TLS handshake

#i Datagram Transport Layer Security (DTLS) ซึ่งเป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดมอบความปลอดภัยให้กับ แอปพลิเคชันที่ใช้ ดาต้าแกรมในงานเขียนทางเทคนิค มักพบการอ้างอิงถึง "(D)TLS" เมื่อใช้กับทั้งสองเวอร์ชัน

#i TLS เป็นมาตรฐานที่ได้รับการเสนอโดย Internet Engineering Task Force (IETF) ซึ่งกำหนดขึ้นครั้งแรกในปี 1999 และเวอร์ชันปัจจุบันคือ TLS 1.3 ซึ่งกำหนดขึ้นในเดือนสิงหาคม 2018 TLS สร้างขึ้นจาก ข้อกำหนด SSL (Secure Sockets Layer) ที่ไม่รองรับอีกต่อไป (1994, 1995, 1996) ซึ่งพัฒนาโดย Netscape Communications เพื่อเพิ่มโปรโตคอล HTTPS ลงในเว็บเบราว์เซอร์ Netscape Navigator

== คำอธิบาย
#i
เนื่องจากแอปพลิเคชันสามารถสื่อสารได้ทั้งแบบมีหรือไม่มี TLS (หรือ SSL) จึงจำเป็นที่ไคลเอนต์จะต้องร้องขอให้เซิร์ฟเวอร์ตั้งค่าการเชื่อมต่อ TLS หนึ่งในวิธีหลักในการทำเช่นนี้คือการใช้หมายเลขพอร์ต อื่น สำหรับการเชื่อมต่อ TLS โดยทั่วไปแล้ว พอร์ต 80 จะใช้สำหรับ การรับส่งข้อมูล HTTP ที่ไม่ได้เข้ารหัส ในขณะที่พอร์ต 443 เป็นพอร์ตทั่วไปที่ใช้สำหรับ การรับส่งข้อมูล HTTPS ที่เข้ารหัส อีกกลไกหนึ่งคือการสร้างคำขอ STARTTLS เฉพาะโปรโตคอลไปยังเซิร์ฟเวอร์เพื่อสลับการเชื่อมต่อกับ TLS ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้โปรโตคอลอีเมลและข่าวสารบางอย่าง

#i เมื่อไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ตกลงที่จะใช้ TLS แล้ว พวกเขาจะเจรจา การเชื่อมต่อ แบบมีสถานะโดยใช้ขั้นตอนการจับมือ (ดูการจับมือ TLS) โปรโตคอลใช้การจับมือกับรหัสแบบอสมมาตรเพื่อกำหนดค่าการเข้ารหัสไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคีย์ที่ใช้ร่วมกันเฉพาะเซสชัน ซึ่งการสื่อสารต่อไปจะถูกเข้ารหัสโดยใช้รหัสแบบสมมาตรในระหว่างการจับมือนี้ ไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์จะตกลงกันเกี่ยวกับพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ใช้สร้างความปลอดภัยของการเชื่อมต่อ:

- การจับมือเริ่มต้นเมื่อไคลเอนต์เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์ที่เปิดใช้งาน TLS เพื่อขอการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยและไคลเอนต์แสดงรายการชุดรหัสที่รองรับ (รหัสและฟังก์ชันแฮช)
- จากรายการนี้ เซิร์ฟเวอร์จะเลือกฟังก์ชันรหัสและแฮชที่รองรับ และแจ้งให้ไคลเอนต์ทราบถึงการตัดสินใจ
- โดยปกติแล้วเซิร์ฟเวอร์จะระบุตัวตนในรูปแบบของใบรับรองดิจิทัลใบรับรองประกอบด้วยชื่อเซิร์ฟเวอร์ผู้ให้บริการออกใบรับรอง (CA) ที่เชื่อถือได้ซึ่งรับรองความถูกต้องของใบรับรอง และคีย์การเข้ารหัสสาธารณะของเซิร์ฟเวอร์
- ลูกค้าต้องยืนยันความถูกต้องของใบรับรองก่อนดำเนินการต่อ
- ในการสร้างคีย์เซสชันที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อที่ปลอดภัย ไคลเอนต์จะต้องทำดังนี้:
  - เข้ารหัสตัวเลขสุ่ม (PreMasterSecret) ด้วยคีย์สาธารณะของเซิร์ฟเวอร์และส่งผลลัพธ์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ (ซึ่งเฉพาะเซิร์ฟเวอร์เท่านั้นที่จะสามารถถอดรหัสด้วยคีย์ส่วนตัว) จากนั้นทั้งสองฝ่ายใช้ตัวเลขสุ่มเพื่อสร้างคีย์เซสชันเฉพาะสำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลในระหว่างเซสชันในภายหลังหรือ
  - ใช้การแลกเปลี่ยนคีย์ Diffie–Hellman (หรือรูปแบบ DH ที่เป็นเส้นโค้งวงรี) เพื่อสร้างคีย์เซสชันแบบสุ่มและไม่ซ้ำกันอย่างปลอดภัยสำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัส ซึ่งมีคุณสมบัติเพิ่มเติมของการปกปิดแบบส่งต่อ : หากคีย์ส่วนตัวของเซิร์ฟเวอร์ถูกเปิดเผยในอนาคต จะไม่สามารถใช้คีย์นั้นเพื่อถอดรหัสเซสชันปัจจุบันได้ แม้ว่าเซสชันนั้นจะถูกดักจับและบันทึกโดยบุคคลที่สามก็ตาม

#i การดำเนินการนี้จะสิ้นสุดการจับมือและเริ่มการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยซึ่งจะถูกเข้ารหัสและถอดรหัสด้วยคีย์เซสชันจนกว่าการเชื่อมต่อจะสิ้นสุดลงหากขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งข้างต้นล้มเหลวการจับมือ TLS จะล้มเหลวและการเชื่อมต่อจะไม่ถูกสร้างขึ้น

#i TLS และ SSL ไม่สามารถจัดวางได้อย่างลงตัวในเลเยอร์ใดเลเยอร์หนึ่งของแบบจำลอง OSI หรือแบบจำลอง TCP/IP TLS ทำงาน "บนโปรโตคอลการขนส่งที่เชื่อถือได้ (เช่น TCP)" ซึ่งหมายความว่ามันอยู่เหนือเลเยอร์การขนส่งมันทำหน้าที่เข้ารหัสให้กับเลเยอร์ที่สูงกว่า ซึ่งโดยปกติแล้วเป็นหน้าที่ของเลเยอร์การนำเสนออย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแอปพลิเคชันจะใช้ TLS เหมือนกับเป็นเลเยอร์การขนส่งแม้ว่าแอปพลิเคชันที่ใช้ TLS จะต้องควบคุมการเริ่มต้นการจับมือ TLS และการจัดการใบรับรองการตรวจสอบสิทธิ์ที่แลกเปลี่ยนกัน

#i เมื่อได้รับการรักษาความปลอดภัยโดย TLS การเชื่อมต่อระหว่างไคลเอนต์ (เช่น เว็บเบราว์เซอร์)\ และเซิร์ฟเวอร์ (เช่น wikipedia.org) จะมีคุณสมบัติทั้งหมดดังต่อไปนี้

- การเชื่อมต่อเป็นแบบส่วนตัว (หรือมีความลับ) เนื่องจาก มีการใช้ อัลกอริทึมคีย์แบบสมมาตรในการเข้ารหัสข้อมูลที่ส่ง คีย์สำหรับการเข้ารหัสแบบสมมาตรนี้จะถูกสร้างขึ้นอย่างเฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละการเชื่อมต่อ และอิงจากความลับร่วมที่เจรจากันไว้เมื่อเริ่มต้นเซสชัน เซิร์ฟเวอร์และไคลเอ็นต์จะเจรจารายละเอียดเกี่ยวกับอัลกอริทึมการเข้ารหัสและคีย์การเข้ารหัสที่จะใช้ก่อนที่จะส่งข้อมูลไบต์แรก (ดูด้านล่าง) การเจรจาความลับร่วมนั้นทั้งปลอดภัย (ความลับที่เจรจากันไว้จะไม่สามารถเข้าถึงได้โดยผู้ดักฟังและไม่สามารถได้รับ แม้แต่โดยผู้โจมตีที่วางตัวเองอยู่ตรงกลางการเชื่อมต่อ) และเชื่อถือได้ (ไม่มีผู้โจมตีคนใดสามารถแก้ไขการสื่อสารระหว่างการเจรจาโดยไม่ถูกตรวจพบ)
- การยืนยันตัวตนของฝ่ายที่สื่อสารสามารถยืนยันได้โดยใช้การเข้ารหัสด้วยคีย์สาธารณะการยืนยันตัวตนนี้จำเป็นสำหรับเซิร์ฟเวอร์และเป็นทางเลือกสำหรับไคลเอนต์
- การเชื่อมต่อมีความน่าเชื่อถือ (หรือมีความสมบูรณ์) เนื่องจากข้อความแต่ละข้อความที่ส่งออกจะมีการตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อความโดยใช้รหัสยืนยันข้อความเพื่อป้องกันการสูญหายหรือการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่ไม่ถูกตรวจพบระหว่างการส่งข้อมูล

#i TLS รองรับวิธีการที่หลากหลายสำหรับการแลกเปลี่ยนคีย์ การเข้ารหัสข้อมูล และการตรวจสอบความถูกต้องของข้อความ ดังนั้น การกำหนดค่า TLS อย่างปลอดภัยจึงเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ที่กำหนดค่าได้มากมาย และตัวเลือกทั้งหมดไม่ได้มีคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความเป็นส่วนตัวทั้งหมดที่อธิบายไว้ในรายการด้านบน (ดูตารางด้านล่าง การแลกเปลี่ยนคีย์  ความปลอดภัยของการเข้ารหัสและความสมบูรณ์ของข้อมูล)

#i มีการพยายามบ่อนทำลายแง่มุมด้านความปลอดภัยในการสื่อสารที่ TLS มุ่งหวังจะมอบให้ และโปรโตคอลนี้ได้รับการแก้ไขหลายครั้งเพื่อจัดการกับภัยคุกคามด้านความปลอดภัยเหล่านี้ นักพัฒนาเว็บเบราว์เซอร์ได้ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของตนซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อป้องกันจุดอ่อนด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นหลังจากค้นพบจุดอ่อนเหล่านี้ (ดูประวัติการสนับสนุน TLS/SSL ของเว็บเบราว์เซอร์)
ความปลอดภัยของเลเยอร์การขนส่งดาต้าแกรม

#i Datagram Transport Layer Security หรือเรียกย่อๆ ว่า DTLS เป็นโปรโตคอลการสื่อสาร ที่เกี่ยวข้องซึ่งให้ความปลอดภัยแก่ แอปพลิเคชันที่ใช้ Datagram โดยอนุญาตให้แอปพลิเคชันสื่อสารในลักษณะที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการดักฟัง การปลอมแปลงหรือการปลอมแปลงข้อความโปรโตคอล DTLS ใช้ โปรโตคอล Transport Layer Security (TLS) ที่เน้น การสตรีมและมีจุดประสงค์เพื่อให้การรับประกันความปลอดภัยที่คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม โปรโตคอลนี้แตกต่างจาก TLS ตรงที่สามารถใช้งานร่วมกับโปรโตคอลที่เน้น Datagram ส่วนใหญ่ ได้แก่ User Datagram Protocol (UDP), Datagram Congestion Control Protocol (DCCP), Control And Provisioning of Wireless Access Points (CAPWAP), Stream Control Transmission Protocol (SCTP) encapsulation และ Secure Real-time Transport Protocol (SRTP)

#i เนื่องจากเดตาแกรมของโปรโตคอล DTLS รักษาความหมายของการขนส่งพื้นฐานไว้ แอปพลิเคชันจึงไม่ประสบปัญหาความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลสตรีม อย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันต้องจัดการกับการเรียงลำดับแพ็กเก็ตใหม่ การสูญหายของเดตาแกรม และข้อมูลที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของแพ็กเก็ตเครือข่าย เดตาแกรม เนื่องจาก DTLS ใช้ UDP หรือ SCTP แทน TCP จึงหลีกเลี่ยงปัญหา TCP ล่มเมื่อนำไปใช้สร้างอุโมงค์ VPN

#i DTLS เวอร์ชัน 1.0 ฉบับดั้งเดิมในปี 2006 ไม่ใช่เอกสารแบบสแตนด์อโลน แต่ได้รับการกำหนดให้เป็นชุดเดลต้าของ TLS 1.1 ทำนองเดียวกัน DTLS เวอร์ชัน 2012 ที่ตามมาก็ถูกกำหนดให้เป็นเดลต้าของ TLS 1.2 โดยได้รับหมายเลขเวอร์ชันของ DTLS 1.2 เพื่อให้ตรงกับเวอร์ชัน TLS สุดท้าย DTLS 1.3 ปี 2022 ก็ถูกกำหนดให้เป็นเดลต้าของ TLS 1.3 เช่นเดียวกับสองเวอร์ชันก่อนหน้า DTLS 1.3 มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ "การรับประกันความปลอดภัยที่เทียบเท่า [กับ TLS 1.3] ยกเว้นการป้องกันคำสั่ง/การไม่สามารถเล่นซ้ำได้"

#i ไคลเอนต์ VPN จำนวนมากรวมถึง Cisco AnyConnect & InterCloud Fabric, OpenConnect, อุโมงค์ ZScaler, F5 Networks Edge VPN Client และ Citrix Systems NetScaler ใช้ DTLS เพื่อรักษาความปลอดภัยการรับส่งข้อมูล UDP นอกจากนี้ เว็บเบราว์เซอร์สมัยใหม่ทั้งหมดยังรองรับ DTLS-SRTP สำหรับ WebRTC

#include "X509.typ"
#include "x690.typ"
#include "OpenSSL.typ"
