SSL/TLS — यह क्या है, प्रोटोकॉल और एन्क्रिप्शन का कार्य सिद्धांत

SSL/TLS क्या है?

SSL (Secure Sockets Layer) एक प्रोटोकॉल है जिसे Netscape ने 1995 में वेब ट्रैफ़िक को सुरक्षित करने के लिए विकसित किया था। पहला संस्करण SSL 1.0 कभी सार्वजनिक रूप से जारी नहीं किया गया; SSL 2.0 (1995) और SSL 3.0 (1996) 2000 के दशक की शुरुआत तक उपयोग किए गए, लेकिन उनमें गंभीर कमज़ोरियाँ थीं। SSL के बाद TLS (Transport Layer Security) आया — IETF द्वारा मानकीकृत एक बेहतर संस्करण। TLS 1.0 (1999) SSL 3.0 पर आधारित था, जबकि बाद के संस्करण TLS 1.1 (2006), TLS 1.2 (2008) और TLS 1.3 (2018) धीरे-धीरे मूल आर्किटेक्चर से दूर होते गए, नए एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम जोड़ते और कमज़ोरियों को ठीक करते गए। आज SSL को अप्रचलित माना जाता है, और सभी आधुनिक सिस्टम TLS का उपयोग करते हैं, हालाँकि दोनों प्रोटोकॉल को अक्सर आदतवश SSL/TLS के रूप में एक साथ संदर्भित किया जाता है।

प्रोटोकॉल का इतिहास

SSL/TLS का इतिहास प्रारंभिक वेब में सुरक्षित डेटा ट्रांसमिशन की आवश्यकता से शुरू हुआ। 1994 में, Netscape ने अपने Navigator ब्राउज़र के लिए SSL 1.0 विकसित किया, लेकिन गंभीर सुरक्षा समस्याओं के कारण प्रोटोकॉल कभी प्रकाशित नहीं हुआ। SSL 2.0 1995 में जारी हुआ और व्यावहारिक उपयोग में आया, फिर भी इसमें कई कमज़ोरियाँ थीं: Man-in-the-Middle हमलों से सुरक्षा का अभाव, कमज़ोर एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम और ट्रंकेशन हमलों की संवेदनशीलता। SSL 3.0 (1996) ने अधिकांश समस्याओं को ठीक किया, लेकिन 2014 तक POODLE कमज़ोरी की खोज हुई, जिसके बाद IETF ने आधिकारिक तौर पर सभी SSL संस्करणों को अप्रचलित घोषित कर दिया। TLS 1.0–1.3 ने क्रमिक रूप से क्रिप्टोग्राफ़िक मज़बूती, प्रदर्शन और गोपनीयता में सुधार किया, जिसमें TLS 1.3 ने हैंडशेक को दो राउंड-ट्रिप से घटाकर एक कर दिया — जो अस्थिर कनेक्शन वाले मोबाइल एप्लिकेशन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

SSL/TLS हैंडशेक कैसे काम करता है

हैंडशेक (Handshake) क्लाइंट और सर्वर के बीच सुरक्षित कनेक्शन स्थापित करने की प्रक्रिया है। इसमें कई क्रमिक चरण होते हैं जिनके दौरान पक्ष प्रोटोकॉल संस्करण पर सहमत होते हैं, एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम चुनते हैं, कुंजियों का आदान-प्रदान करते हैं और एक-दूसरे को प्रमाणित करते हैं। TLS 1.3 में, हैंडशेक में केवल एक नेटवर्क राउंड-ट्रिप (1-RTT) लगता है, जबकि TLS 1.2 में दो (2-RTT) की आवश्यकता थी।

पहला कदम क्लाइंट द्वारा ClientHello भेजना है — एक संदेश जिसमें समर्थित TLS संस्करणों, सिफ़र सूट और एक यादृच्छिक संख्या की सूची होती है। सर्वर चुने गए संस्करण और सिफ़र, अपने X.509 प्रमाणपत्र और डिजिटल हस्ताक्षर के साथ ServerHello का जवाब देता है। क्लाइंट प्रमाणपत्र प्राधिकरण (CA) श्रृंखला के माध्यम से प्रमाणपत्र सत्यापित करता है, एक सत्र कुंजी उत्पन्न करता है और इसे प्रमाणपत्र से सर्वर की सार्वजनिक कुंजी से एन्क्रिप्ट करके भेजता है। सर्वर से पुष्टि के बाद, सुरक्षित डेटा ट्रांसमिशन शुरू होता है। पूरा हैंडशेक आधुनिक उपकरणों पर 1–3 मिलीसेकंड लेता है, जो इसे उपयोगकर्ता के लिए अदृश्य बनाता है।

X.509 प्रमाणपत्र और विश्वास श्रृंखला

TLS प्रमाणीकरण का आधार X.509 प्रारूप के प्रमाणपत्रों पर निर्मित पब्लिक की इंफ्रास्ट्रक्चर (PKI) है। प्रत्येक प्रमाणपत्र में शामिल होता है: एक डोमेन नाम (Common Name या Subject Alternative Name), सर्वर की सार्वजनिक कुंजी, जारीकर्ता का नाम (प्रमाणपत्र प्राधिकरण), समाप्ति तिथि और CA का डिजिटल हस्ताक्षर। क्लाइंट सर्वर के प्रमाणपत्र को विश्वास श्रृंखला के माध्यम से सत्यापित करता है: सर्वर प्रमाणपत्र से रूट CA तक, जिसका प्रमाणपत्र ऑपरेटिंग सिस्टम में एम्बेडेड होता है। Android उपकरणों पर, रूट प्रमाणपत्र सिस्टम कीस्टोर में संग्रहीत होते हैं, जो Google Play Services के माध्यम से अपडेट होते हैं; iOS में — iOS अपडेट के माध्यम से। यदि श्रृंखला की कोई कड़ी टूट जाती है (समाप्त प्रमाणपत्र, डोमेन बेमेल, अज्ञात CA), तो क्लाइंट कनेक्शन समाप्त कर देता है। स्व-हस्ताक्षरित प्रमाणपत्रों (डेवलपमेंट में उपयोग) के लिए, स्पष्ट विश्वास की आवश्यकता होती है — Android में Network Security Config के माध्यम से, iOS में Info.plist में NSExceptionDomains के माध्यम से। प्रमाणपत्र श्रृंखला सत्यापन प्रक्रिया में CRL (प्रमाणपत्र निरस्तीकरण सूची) या OCSP (ऑनलाइन प्रमाणपत्र स्थिति प्रोटोकॉल) के माध्यम से निरस्तीकरण स्थिति की जाँच भी शामिल है, हालाँकि मोबाइल उपकरणों पर कनेक्शन को गति देने के लिए OCSP अनुरोध अक्सर छोड़ दिए जाते हैं — यह सुरक्षा और प्रदर्शन के बीच एक समझौता है जिसे आर्किटेक्ट्स को ध्यान में रखना चाहिए।

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()