SSL TLSセッションチケット

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SSL TLSセッションチケット(TLS session ticket) とは、セッションリサンプションの実装の１つで、ハンドシェイクの負荷を下げます。サーバ側でセッションステートを管理する必要がありませんが、複数のサーバで運営している場合には、鍵を管理しなければなりません。

読み方

SSL TLSセッションチケット
えすえすえる てぃーえるえす せっしょんちけっと

概要

SSLとセッションリサンプションを簡単に説明します。

  • SSL通信では、サーバとクライアントの間で、SSLのハンドシェイクを行い、暗号化に必要な通信を行います。
  • 暗号通信をするための前処理は、CPUやネットワークに負荷を与えます。
  • SSLハンドシェイクが完了した時に、次回以降はそのセッションを使いまわすことで、ハンドシェイクを省略します。これは、SSLセッションキャッシュです。このとき、セッションIDを発行します。
  • SSLセッションキャッシュは、サーバ側でセッションIDのステートを管理する必要があります。
  • ステートをクライアントに渡すSSLセッションチケットは、サーバ側でセッションのステートを管理する必要はありません。
  • 複数のサーバがある場合は、SSLセッションチケットを発行するための鍵をサーバ間で共有していれば、複数のサーバで構成される環境においても利用できます。

セッションリサンプション

セッションリサンプションは、新規接続のハンドシェイクを短縮するための仕組みです。 実装には、以下の方法があります。

  • セッションID
  • セッションチケット

セッションID

セッションIDを使用する場合、サーバは、ステートを保持しなければなりません。 クライアントは、サーバから受信したセッションIDを再接続時に送信し、対応するステートを再利用します。

セッションチケット

SSLセッションチケットは、サーバ側で、セッションのステートを管理する必要がありません。セッションステートは、サーバで暗号化し、セッションチケットとしてクライアントに送信します。

セッションチケットの暗号化に使用した鍵は、サーバ側で管理しなければなりません。

セッションチケットに対応しているサイト

以下の例から、TLS session ticket(TLSセッションチケット)が渡されているのがわかります。 

 $ openssl s_client -connect www.google.com:443 -tls1
CONNECTED(00000003)
depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:0
---
Certificate chain
 0 s:/C=US/ST=California/L=Mountain View/O=Google Inc/CN=www.google.com
   i:/C=US/O=Google Inc/CN=Google Internet Authority G2
 1 s:/C=US/O=Google Inc/CN=Google Internet Authority G2
   i:/C=US/O=GeoTrust Inc./CN=GeoTrust Global CA
 2 s:/C=US/O=GeoTrust Inc./CN=GeoTrust Global CA
   i:/C=US/O=Equifax/OU=Equifax Secure Certificate Authority
---
Server certificate
-----BEGIN CERTIFICATE-----
省略
-----END CERTIFICATE-----
subject=/C=US/ST=California/L=Mountain View/O=Google Inc/CN=www.google.com
issuer=/C=US/O=Google Inc/CN=Google Internet Authority G2
---
No client certificate CA names sent
---
SSL handshake has read 3713 bytes and written 338 bytes
---
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-RC4-SHA
Server public key is 2048 bit
Secure Renegotiation IS supported
Compression: NONE
Expansion: NONE
SSL-Session:
    Protocol  : TLSv1
    Cipher    : ECDHE-RSA-RC4-SHA
    Session-ID: E360BCED9C9B884D9C3253A1D8C664841A69245FE07E65DF4C94658FA633A74A
    Session-ID-ctx:
    Master-Key:
    23038F705404F29C7071B07EC8805730EC849578F194FA01
    F865612E12A7279D9443B70A9B236B4BCBAD13D104A4C49B
    Key-Arg   : None
    PSK identity: None
    PSK identity hint: None
    SRP username: None
    TLS session ticket lifetime hint: 100800 (seconds)
    TLS session ticket:
    0000 - dd e7 f8 d6 5c 6d 5c e8-fd 00 06 9c e6 2c 4d cb   ....\m\......,M.
    0010 - af 18 24 31 ba ac 25 e5-27 25 05 03 c2 db db fe   ..$1..%.'%......
    0020 - cb dc 84 8b e2 19 84 2f-18 21 7d 2e 02 08 bc 9e   ......./.!}.....
    0030 - cc 71 c2 b5 fc 44 96 40-1e b5 64 e7 8e 53 5e 6e   .q...D.@..d..S^n
    0040 - da 03 6d b5 c1 68 76 da-20 a4 45 af ec 7d 81 fc   ..m..hv. .E..}..
    0050 - a9 3d f2 f3 75 48 d1 46-19 59 54 41 26 8d cd 02   .=..uH.F.YTA&...
    0060 - 3e 75 eb 27 17 0a e8 06-c4 9e bc f1 2d 8e 0c 01   >u.'........-...
    0070 - 3f 4c 65 46 69 d8 a1 01-f8 5d ac 04 40 4a 37 25   ?LeFi....]..@J7%
    0080 - ea 15 93 94 30 b7 e2 48-a3 f1 ea 32 99 d6 a1 52   ....0..H...2...R
    0090 - 1b 70 a6 2f 1c d5 0c c9-16 ae ab d0 82 f8 49 8c   .p./..........I.
    00a0 - 97 c2 21 96                                       ..!.
 
    Start Time: 1423323894
    Timeout   : 7200 (sec)
    Verify return code: 20 (unable to get local issuer certificate)

セッションがreuseできるか確認する方法

OpenSSLコマンド reconnect を使用して、調べてみました。 ２回目以降は、セッションを使いまわしていることがわかります。 

$ openssl s_client -reconnect -host www.google.com -port 443 \
|grep -e "\(Reuse\|New\)"
depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:0
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256

こちらの例では、毎回、新しいチケットになっているようです。 

$ openssl s_client -reconnect -host login.yahoo.co.jp -port 443 \
2>&/dev/null |grep -e "\(Reuse\|New\)"
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256

何度もやっていると、時々、同じサーバに接続されるのか、Reusedされることがあります。 

$ openssl s_client -reconnect -host login.yahoo.co.jp -port 443 \
2>&/dev/null |grep -e "\(Reuse\|New\)"
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256

node.jsのTLSサーバのセッションチケット

  • Node v0.10では、単一プロセスのみのサポートでした。
  • Node v0.12では、クラスタの複数のプロセス間で鍵を共有可能です。

node.jsのTLSサーバの実装の例

/*
 * https_ssl_session_ticket.js
 * Copyright (C) 2015 kaoru <kaoru@bsd>
 */
var https = require('tls');
var fs = require('fs');
var ssl_server_key = 'server_key.pem';
var ssl_server_crt = 'server_crt.pem';
var port = 8443;
 
var options = {
        key: fs.readFileSync(ssl_server_key),
        cert: fs.readFileSync(ssl_server_crt)
};
 
var tls = https.createServer(options, function (socket) {
        socket.write("Hello, world\n");
}).listen(port);

このように、Reused となっています。 

$ openssl s_client -reconnect -host localhost -port 8443 |grep -e "\(Reuse\|New\)"
depth=0 C = JP, ST = Tokyo, L = Musashino-shi, O = Foo, OU = Bar, CN = foo.bar.com
verify error:num=18:self signed certificate
verify return:1
depth=0 C = JP, ST = Tokyo, L = Musashino-shi, O = Foo, OU = Bar, CN = foo.bar.com
verify return:1
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384
Reused, TLSv1/SSLv3, Cipher is AES256-GCM-SHA384

Apache TrafficServer(ATS)

Apache TrafficServerは、TLSセッションチケットに対応しています。ATSクラスタを通して、TLSセッションチケットをサポートしています。 ssl_multicert.configに設定します。 

ssl_ticket_enabled=1|0
ticket_key_name=<filename>

関連項目



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