由于网络通信有很多层,即使加密通信,仍有很多途径暴露你的访问地址,比如:
本文将聚焦在HTTPS协议本身,聊聊只考虑HTTPS协议的情况下,你的隐私是如何泄露的。
HTTPS简介
我们每天访问的网站大部分是基于HTTPS协议的,简单来说,HTTPS = HTTP + TLS,其中:
HTTP是一种应用层协议,用于在互联网上传输超文本(比如网页内容)。
由于HTTP是明文传递,所以并不安全
TLS是一种安全协议。TLS在传输层对数据进行加密,确保任何敏感信息在两端(比如客户端和服务器)之间安全传输,不被第三方窃取或篡改
所以理论上,结合了HTTP和TLS特性的HTTPS,在数据传输过程是被加密的。但是,TLS建立连接的过程却不一定是加密的。
TLS的握手机制
当我们通过TLS传递加密的HTTP信息之前,需要先建立TLS连接,比如:
当用户首次访问一个HTTPS网站,浏览器开始查询网站服务器时,会发生TLS连接
当页面请求API时,会发生TLS连接
建立连接的过程被称为TLS握手,根据TLS版本不同,握手的步骤会有所区别。
但总体来说,TLS握手是为了达到三个目的:
TLS握手机制的缺点
虽然TLS握手机制会建立安全的通信,但在握手初期,数据却是明文发送的,这就造成隐私泄漏的风险。
在握手初期,客户端、服务端会依次发送、接收对方的打招呼信息。首先,客户端会向服务端打招呼(发送client hello信息),该消息包含:
服务端接收到上述消息后,会向客户端打招呼(发送server hello消息),再回传一些信息。
其中,SNI(Server Name Indication,服务器名称指示)就包含了用户访问的网站域名。
那么,握手过程为什么要包含SNI呢?
这是因为,当多个网站托管在一台服务器上并共享一个IP地址,且每个网站都有自己的SSL证书时,那就没法通过IP地址判断客户端是想和哪个网站建立TLS连接,此时就需要域名信息辅助判断。
打个比方,快递员送货上门时,如果快递单只有收货的小区地址(IP地址),没有具体的门牌号(域名),那就没法将快递送到正确的客户手上(与正确的网站建立TLS连接)。
所以,SNI作为TLS的扩展,会在TLS握手时附带上域名信息。由于打招呼的过程是明文发送的,所以在建立HTTPS连接的过程中,中间人就能知道你访问的域名信息。
企业内部防火墙的访问控制和安全策略,就是通过分析SNI信息完成的。
虽然防火墙可能已经有授信的证书,但可以先分析SNI,根据域名情况再判断要不要进行深度检查,而不是对所有流量都进行深度检查
那么,这种情况下该如何保护个人隐私呢?
Encrypted ClientHello
Encrypted ClientHello(ECH)是TLS1.3的一个扩展,用于加密Client Hello消息中的SNI等信息。
当用户访问一个启用ECH的服务器时,网管无法通过观察SNI来窥探域名信息。只有目标服务器才能解密ECH中的SNI,从而保护了用户的隐私。
开启ECH需要同时满足:
比如,cloudflare SNI测试页支持ECH扩展,当你的浏览器不支持ECH时,访问该网站sni会返回plaintext:
对于chrome,在chrome://flags/#encrypted-client-hello中,配置ECH支持:
再访问上述网站,sni如果返回encrypted则代表支持ECH。
总结
虽然HTTPS连接本身是加密的,但在建立HTTPS的过程中(TLS握手),是有数据明文传输的,其中SNI中包含了服务器的域名信息。
虽然SNI信息的本意是解决同一IP下部署多个网站,每个网站对应不同的SSL证书,但也会泄漏访问的网站地址。
ECH通过对TLS握手过程中的敏感信息(主要是SNI)进行加密,为用户提供了更强的隐私保护。