TLS/SSL детально¶

Історія: SSL → TLS¶

flowchart LR
    subgraph Deprecated ["❌ Deprecated"]
        SSL1[SSL 1.0<br/>1994]
        SSL2[SSL 2.0<br/>1995]
        SSL3[SSL 3.0<br/>1996]
        TLS10[TLS 1.0<br/>1999]
        TLS11[TLS 1.1<br/>2006]
    end

    subgraph OK ["✅ Supported"]
        TLS12[TLS 1.2<br/>2008]
    end

    subgraph Best ["⭐ Recommended"]
        TLS13[TLS 1.3<br/>2018]
    end

    SSL1 --> SSL2 --> SSL3 --> TLS10 --> TLS11 --> TLS12 --> TLS13

    style SSL1 fill:#ef4444,color:#fff
    style SSL2 fill:#ef4444,color:#fff
    style SSL3 fill:#ef4444,color:#fff
    style TLS10 fill:#f97316,color:#fff
    style TLS11 fill:#f97316,color:#fff
    style TLS12 fill:#22c55e,color:#fff
    style TLS13 fill:#3b82f6,color:#fff

ℹ️ Примітка

"SSL" сьогодні = TLS (назва залишилась історично)

TLS 1.2 Handshake¶

sequenceDiagram
    participant C as 💻 Client
    participant S as 🖥️ Server

    rect rgb(200, 220, 255)
        Note over C,S: Round Trip 1
        C->>S: ClientHello
        Note right of C: TLS versions, cipher suites, random
        S->>C: ServerHello
        Note left of S: Selected version, cipher, random
        S->>C: Certificate
        Note left of S: X.509 cert + chain
        S->>C: ServerKeyExchange
        Note left of S: ECDHE params (for PFS)
        S->>C: ServerHelloDone
    end

    Note over C: Verify certificate

    rect rgb(200, 255, 220)
        Note over C,S: Round Trip 2
        C->>S: ClientKeyExchange
        Note right of C: Pre-master secret
        C->>S: ChangeCipherSpec
        C->>S: Finished
        S->>C: ChangeCipherSpec
        S->>C: Finished
    end

    rect rgb(180, 180, 255)
        Note over C,S: 🔒 Encrypted Application Data
        C-->>S: HTTPS Request
        S-->>C: HTTPS Response
    end

ℹ️ Примітка

TLS 1.2 потребує 2 RTT (Round Trip Times) для встановлення з'єднання.

TLS 1.3 Handshake¶

sequenceDiagram
    participant C as 💻 Client
    participant S as 🖥️ Server

    rect rgb(200, 255, 200)
        Note over C,S: 1 RTT Only!
        C->>S: ClientHello + KeyShare
        Note right of C: Versions, ciphers, ECDHE key

        S->>C: ServerHello + KeyShare
        Note left of S: Selected cipher, ECDHE key

        Note over C,S: 🔒 Encryption starts here

        S-->>C: {EncryptedExtensions}
        S-->>C: {Certificate}
        S-->>C: {CertificateVerify}
        S-->>C: {Finished}

        C-->>S: {Finished}
    end

    rect rgb(180, 180, 255)
        Note over C,S: 🔒 Encrypted Application Data
        C-->>S: HTTPS Request
        S-->>C: HTTPS Response
    end

💡 Порада

TLS 1.3 потребує лише 1 RTT! Для повторних з'єднань можливий 0-RTT режим.

TLS 1.3 покращення¶

Аспект	TLS 1.2	TLS 1.3
Handshake RTT	2	1 (або 0)
Cipher suites	Багато (деякі слабкі)	Тільки безпечні
Key exchange	RSA, DHE, ECDHE	Тільки ECDHE
Encryption	CBC, GCM	Тільки AEAD
0-RTT resumption	Ні	Так

X.509 Сертифікати¶

Структура сертифіката¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  X.509 Certificate                                              │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Version:             3 (0x2)                                   │
│  Serial Number:       03:a4:5b:...                              │
│  Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption                   │
│                                                                 │
│  Issuer:              CN=Let's Encrypt Authority X3             │
│                       O=Let's Encrypt                           │
│                       C=US                                      │
│                                                                 │
│  Validity:                                                      │
│      Not Before:      Jan 1 00:00:00 2026 GMT                  │
│      Not After:       Apr 1 00:00:00 2026 GMT                  │
│                                                                 │
│  Subject:             CN=example.com                            │
│                                                                 │
│  Subject Public Key:  RSA 2048 bits                            │
│                       30:82:01:0a:02:82:01:01:00:...           │
│                                                                 │
│  X509v3 Extensions:                                             │
│      Subject Alt Name: DNS:example.com, DNS:www.example.com    │
│      Key Usage:        Digital Signature, Key Encipherment     │
│      Extended Key Usage: TLS Web Server Authentication         │
│                                                                 │
│  Signature:           3c:7a:b2:... (підписано CA)              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Certificate Chain (Ланцюг довіри)¶

flowchart TB
    subgraph Browser ["🌐 Browser/OS Trust Store"]
        Root[🔒 Root CA<br/>ISRG Root X1<br/>Self-signed]
    end

    subgraph Chain ["Certificate Chain"]
        Int[📜 Intermediate CA<br/>Let's Encrypt Authority X3<br/>Signed by Root]
        Leaf[📄 Leaf Certificate<br/>example.com<br/>Signed by Intermediate]
    end

    Root -->|signs| Int
    Int -->|signs| Leaf

    Server[🖥️ Server] -.->|sends| Leaf
    Server -.->|sends| Int

    style Root fill:#22c55e,color:#fff
    style Int fill:#3b82f6,color:#fff
    style Leaf fill:#8b5cf6,color:#fff

ℹ️ Примітка

Браузер перевіряє ланцюг від Leaf до Root. Root CA вже є в довірених сертифікатах ОС/браузера.

Типи сертифікатів¶

Тип	Перевірка	Час видачі	Вартість
DV (Domain Validated)	Тільки домен	Хвилини	Безкоштовно (Let's Encrypt)
OV (Organization Validated)	Домен + організація	Дні	$$
EV (Extended Validation)	Повна перевірка	Тижні	$$$

Let's Encrypt¶

Отримання сертифіката¶

# Встановити certbot
apt install certbot

# Для nginx
certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# Для Apache
certbot --apache -d example.com

# Standalone (без веб-сервера)
certbot certonly --standalone -d example.com

# Webroot (з існуючим веб-сервером)
certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com

Автоматичне оновлення¶

# Certbot автоматично додає cron/timer

# Перевірити timer
systemctl status certbot.timer

# Тест renewal
certbot renew --dry-run

# Manual renewal
certbot renew

Сертифікати розміщуються в¶

/etc/letsencrypt/live/example.com/
├── cert.pem       # Сертифікат
├── chain.pem      # Intermediate certificates
├── fullchain.pem  # cert.pem + chain.pem
└── privkey.pem    # Приватний ключ

Cipher Suites¶

Структура cipher suite¶

TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
 │    │     │        │    │    │
 │    │     │        │    │    └── PRF hash (TLS 1.2)
 │    │     │        │    └─────── AEAD mode
 │    │     │        └───────────── Key size
 │    │     └───────────────────── Encryption algorithm
 │    └─────────────────────────── Authentication
 └──────────────────────────────── Key exchange

Що уникати¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  НЕ ВИКОРИСТОВУВАТИ:                                           │
│                                                                 │
│  • *_RSA_* key exchange (без ECDHE/DHE) — немає PFS           │
│  • *_CBC_* modes — вразливі до BEAST, Lucky13                  │
│  • *_RC4_* — зламаний                                          │
│  • *_DES_*, *_3DES_* — слабкі/повільні                         │
│  • *_MD5*, *_SHA1* — застарілі хеші                            │
│  • *_EXPORT_* — навмисно ослаблені                             │
│  • *_NULL_* — без шифрування                                   │
│  • *_anon_* — без автентифікації                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Perfect Forward Secrecy (PFS)¶

flowchart TB
    subgraph NoPFS ["❌ Без PFS (RSA key exchange)"]
        direction LR
        K1[🔑 Server Key]
        S1[Session 1]
        S2[Session 2]
        S3[Session 3]
        K1 -->|encrypts| S1
        K1 -->|encrypts| S2
        K1 -->|encrypts| S3
        Stolen[🔓 Key stolen!]
        Stolen -.->|decrypts ALL| S1
        Stolen -.->|decrypts ALL| S2
        Stolen -.->|decrypts ALL| S3
    end

    subgraph PFS ["✅ З PFS (ECDHE)"]
        direction LR
        E1[🔑 Ephemeral 1]
        E2[🔑 Ephemeral 2]
        E3[🔑 Ephemeral 3]
        P1[Session 1]
        P2[Session 2]
        P3[Session 3]
        E1 -->|encrypts| P1
        E2 -->|encrypts| P2
        E3 -->|encrypts| P3
        Stolen2[🔓 Server key stolen]
        Stolen2 -.->|Cannot decrypt!| P1
        Stolen2 -.->|Cannot decrypt!| P2
        Stolen2 -.->|Cannot decrypt!| P3
    end

    style Stolen fill:#ef4444,color:#fff
    style Stolen2 fill:#22c55e,color:#fff

⚠️ Увага

ЗАВЖДИ використовувати ECDHE! Ephemeral keys видаляються після сесії, тому минулі сесії залишаються захищеними навіть якщо приватний ключ сервера вкрадено.

Конфігурація веб-серверів¶

Nginx¶

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # Сертифікати
    ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # Протоколи
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

    # Cipher suites
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
    ssl_prefer_server_ciphers off;

    # OCSP Stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;

    # Session
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;
    ssl_session_tickets off;

    # HSTS
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;
}

Caddy (автоматичний HTTPS)¶

example.com {
    # Автоматично отримує сертифікат від Let's Encrypt
    # Автоматично налаштовує TLS 1.2/1.3
    # Автоматично оновлює сертифікат

    root * /var/www/html
    file_server
}

Apache¶

<VirtualHost *:443>
    ServerName example.com

    SSLEngine on
    SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem
    SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem

    SSLProtocol all -SSLv3 -TLSv1 -TLSv1.1
    SSLCipherSuite ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
    SSLHonorCipherOrder off

    Header always set Strict-Transport-Security "max-age=63072000"
</VirtualHost>

mTLS (Mutual TLS)¶

flowchart LR
    subgraph Regular ["Звичайний TLS"]
        C1[💻 Client] -->|перевіряє| S1[🖥️ Server Cert]
    end

    subgraph Mutual ["mTLS (Mutual TLS)"]
        C2[💻 Client] -->|перевіряє| S2[🖥️ Server Cert]
        S3[🖥️ Server] -->|перевіряє| C3[📜 Client Cert]
    end

    style S1 fill:#3b82f6,color:#fff
    style S2 fill:#3b82f6,color:#fff
    style C3 fill:#22c55e,color:#fff

Використання mTLS:
- Мікросервіси (service mesh)
- API між серверами
- Корпоративні VPN
- IoT пристрої

💡 Порада

При mTLS обидві сторони автентифікуються сертифікатами. Це значно підвищує безпеку.

Nginx mTLS¶

server {
    listen 443 ssl;

    ssl_certificate /etc/ssl/server.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/server.key;

    # Client certificate verification
    ssl_client_certificate /etc/ssl/ca.crt;
    ssl_verify_client on;  # або 'optional'
    ssl_verify_depth 2;
}

Діагностика TLS¶

OpenSSL¶

# Перевірити з'єднання
openssl s_client -connect example.com:443

# Показати сертифікат
openssl s_client -connect example.com:443 -showcerts

# Перевірити конкретну версію TLS
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_2
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_3

# Перевірити дату закінчення
echo | openssl s_client -connect example.com:443 2>/dev/null | openssl x509 -noout -dates

# Детальна інформація про сертифікат
echo | openssl s_client -connect example.com:443 2>/dev/null | openssl x509 -noout -text

testssl.sh¶

# Встановити
git clone https://github.com/drwetter/testssl.sh.git

# Запустити
./testssl.sh example.com
./testssl.sh --protocols example.com
./testssl.sh --vulnerable example.com

Nmap¶

# SSL/TLS інформація
nmap --script ssl-enum-ciphers -p 443 example.com

# Перевірка вразливостей
nmap --script ssl-heartbleed -p 443 example.com

Онлайн інструменти¶

SSL Labs: https://www.ssllabs.com/ssltest/
ImmuniWeb: https://www.immuniweb.com/ssl/
CryptCheck: https://cryptcheck.fr/

Certificate Pinning¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Certificate Pinning — додатковий захист від MITM              │
│                                                                 │
│  Клієнт "пам'ятає" очікуваний сертифікат/ключ сервера          │
│  Якщо сертифікат інший — відхиляє з'єднання                    │
│                                                                 │
│  Типи:                                                          │
│  • Pin certificate — весь сертифікат                           │
│  • Pin public key — тільки публічний ключ (рекомендовано)      │
│                                                                 │
│  Проблема: якщо ключ змінився — клієнт не зможе з'єднатись!    │
│  Потрібен backup pin                                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

HPKP (застарілий)¶

# HTTP header (deprecated, не рекомендовано)
Public-Key-Pins: pin-sha256="base64=="; max-age=5184000

Certificate Transparency¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Certificate Transparency — публічний лог всіх сертифікатів    │
│                                                                 │
│  • CA повинен публікувати сертифікати в CT лог                 │
│  • Браузери перевіряють наявність SCT (Signed Certificate      │
│    Timestamp)                                                   │
│  • Можна виявити неавторизовано випущені сертифікати           │
│                                                                 │
│  Моніторинг: https://crt.sh/?q=example.com                     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Типові помилки¶

Помилка	Причина	Рішення
Certificate expired	Сертифікат прострочений	Оновити сертифікат
Certificate not trusted	Немає intermediate cert	Додати chain
Hostname mismatch	CN не співпадає з доменом	Перевірити SAN
Self-signed	Немає CA підпису	Отримати від CA
Weak cipher	Слабкий cipher suite	Оновити конфігурацію
TLS version not supported	Старий TLS	Увімкнути TLS 1.2/1.3

Підсумок¶

Рекомендована конфігурація:

Протоколи: TLS 1.2 + TLS 1.3
Cipher suites: ECDHE + AES-GCM або ChaCha20
Сертифікат: Let's Encrypt (автоматичне оновлення)
Headers: HSTS enabled
OCSP: Stapling увімкнено

Перевірте свій сайт на https://www.ssllabs.com/ssltest/ — мета A+

Див. також¶

Основи криптографії — теоретична база
Firewall Linux — захист мережі
OSI L6 — рівень представлення

TLS/SSL детально¶

Історія: SSL → TLS¶

TLS 1.2 Handshake¶

TLS 1.3 Handshake¶

TLS 1.3 покращення¶

X.509 Сертифікати¶

Структура сертифіката¶

Certificate Chain (Ланцюг довіри)¶

Типи сертифікатів¶

Let's Encrypt¶

Отримання сертифіката¶

Автоматичне оновлення¶

Сертифікати розміщуються в¶

Cipher Suites¶

Структура cipher suite¶

Рекомендовані cipher suites¶

Що уникати¶

Perfect Forward Secrecy (PFS)¶

Конфігурація веб-серверів¶

Nginx¶

Caddy (автоматичний HTTPS)¶

Apache¶

mTLS (Mutual TLS)¶

Nginx mTLS¶

Діагностика TLS¶

OpenSSL¶

testssl.sh¶

Nmap¶

Онлайн інструменти¶

Certificate Pinning¶

HPKP (застарілий)¶

Certificate Transparency¶

Типові помилки¶

Підсумок¶

Див. також¶