SSL/TLS — ما هو، البروتوكولات ومبدأ عمل التشفير

ما هو SSL/TLS؟

SSL (Secure Sockets Layer) هو بروتوكول طورته Netscape في عام 1995 لحماية حركة مرور الويب. لم يُنشر الإصدار الأول SSL 1.0 علناً أبداً؛ استُخدم SSL 2.0 (1995) و SSL 3.0 (1996) حتى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، لكنهما احتويا على ثغرات أمنية خطيرة. خلف SSL TLS (Transport Layer Security) — نسخة محسنة معيارية من IETF. استند TLS 1.0 (1999) على SSL 3.0، بينما ابتعدت الإصدارات اللاحقة TLS 1.1 (2006) و TLS 1.2 (2008) و TLS 1.3 (2018) تدريجياً عن البنية الأصلية، مضيفة خوارزميات تشفير جديدة ومصححة الثغرات. اليوم، يُعتبر SSL قديماً، وجميع الأنظمة الحديثة تستخدم TLS، على الرغم من أن كلا البروتوكولين يُذكران معاً غالباً باسم SSL/TLS بدافع العادة.

تاريخ البروتوكول

بدأ تاريخ SSL/TLS مع الحاجة إلى نقل آمن للبيانات في الويب المبكر. في عام 1994، طورت Netscape SSL 1.0 لمتصفح Navigator، لكن البروتوكول لم يُنشر أبداً بسبب مشاكل أمنية خطيرة. صدر SSL 2.0 في عام 1995 واُستخدم عملياً، لكنه احتوى على العديد من الثغرات: عدم وجود حماية ضد هجمات الوسيط (Man-in-the-Middle)، خوارزميات تشفير ضعيفة، وقابلية لهجمات الاقتطاع. أصلح SSL 3.0 (1996) معظم المشاكل، لكن بحلول عام 2014 اكتُشفت ثغرة POODLE، وبعدها أعلنت IETF رسمياً أن جميع إصدارات SSL قديمة. حسنت TLS 1.0–1.3 تدريجياً القوة التشفيرية والأداء والخصوصية، حيث اختزل TLS 1.3 المصافحة من جولتين إلى جولة واحدة — وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات المحمولة ذات الاتصالات غير المستقرة.

كيف تعمل مصافحة SSL/TLS

المصافحة (Handshake) هي عملية إنشاء اتصال آمن بين العميل والخادم. تتكون من عدة خطوات متتالية يتفق خلالها الطرفان على إصدار البروتوكول، ويختاران خوارزميات التشفير، ويتبادلان المفاتيح، ويصادق كل منهما على الآخر. في TLS 1.3، تستغرق المصافحة جولة شبكة واحدة فقط (1-RTT)، بينما في TLS 1.2 كانت تتطلب جولتين (2-RTT).

الخطوة الأولى هي أن يرسل العميل ClientHello — رسالة تحتوي على قائمة بإصدارات TLS المدعومة، ومجموعات التشفير، ورقماً عشوائياً. يرد الخادم بـ ServerHello يحتوي على الإصدار والتشفير المختارين، وشهادته X.509، وتوقيعاً رقمياً. يتحقق العميل من الشهادة عبر سلسلة سلطات التصديق (CA)، وينشئ مفتاح جلسة ويرسله مشفراً بالمفتاح العام للخادم من الشهادة. بعد تأكيد الخادم، يبدأ النقل الآمن للبيانات. تستغرق المصافحة بأكملها من 1 إلى 3 ملي ثانية على الأجهزة الحديثة، مما يجعلها غير محسوسة للمستخدم.

شهادات X.509 وسلسلة الثقة

أساس مصادقة TLS هو البنية التحتية للمفتاح العام (PKI) المبنية على شهادات بتنسيق X.509. تحتوي كل شهادة على: اسم النطاق (الاسم الشائع أو اسم الموضوع البديل)، المفتاح العام للخادم، اسم المُصدر (سلطة التصديق)، تاريخ انتهاء الصلاحية، والتوقيع الرقمي لسلطة التصديق. يتحقق العميل من شهادة الخادم عبر سلسلة الثقة: من شهادة الخادم إلى سلطة التصديق الجذرية، التي شهادتها مضمنة في نظام التشغيل. على أجهزة Android، تُخزن الشهادات الجذرية في مخزن مفاتيح النظام، المُحدَّث عبر Google Play Services؛ في iOS — عبر تحديثات iOS. عند كسر أي حلقة في السلسلة (شهادة منتهية الصلاحية، عدم تطابق النطاق، سلطة تصديق غير معروفة)، يقطع العميل الاتصال. للشهادات الموقعة ذاتياً (المستخدمة في التطوير)، يلزم ثقة صريحة — في Android عبر Network Security Config، في iOS عبر NSExceptionDomains في Info.plist. تتضمن عملية التحقق من سلسلة الشهادات أيضاً التحقق من حالة الإلغاء عبر CRL (قائمة إلغاء الشهادات) أو OCSP (بروتوكول حالة الشهادة عبر الإنترنت)، على الرغم من أن طلبات OCSP غالباً ما تُتجاوز على الأجهزة المحمولة لتسريع الاتصال — وهذا مقايضة بين الأمان والأداء يجب على المعماريين مراعاتها.

val client = OkHttpClient.Builder()
    .connectionSpecs(
        listOf(
            ConnectionSpec.Builder(ConnectionSpec.MODERN_TLS)
                .tlsVersions(TlsVersion.TLS_1_3, TlsVersion.TLS_1_2)
                .cipherSuites(
                    CipherSuite.TLS_AES_128_GCM_SHA256,
                    CipherSuite.TLS_AES_256_GCM_SHA384,
                    CipherSuite.TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
                )
                .build()
        )
    )
    .hostnameVerifier { hostname, session ->
        SSLSession.DefaultHostnameVerifier.verify(hostname, session)
    }
    .build()