TLS VPN协议概述

许多VPN提供商在其服务中包含了TLS隧道技术。这种VPN保护方式利用TLS加密技术来隐藏用户浏览器的数据传输内容。此外，它还可以保护远程工作者与本地网络之间的基于Web的通信过程。

这篇术语表将介绍TLS的安全性、TLS VPN服务的运作方式，以及TLS在当今的网络安全环境中是否能够提供足够的保护。

TLS VPN的定义

TLS VPN是一种安全协议，它利用传输层安全协议（TLS）在客户端和服务器之间建立加密通道。该协议能够加密数据，同时确认双方的身份。TLS VPN常被用于安全的网络浏览以及远程访问场景中。

什么是TLS VPN？

TLS和SSL是一种VPN协议。在1999年，取代了当时使用的安全套接层（SSL）协议。SSL是第一个在OSI网络模型的传输层（即第4层）对网络流量进行加密的安全协议。不过，黑客很快找到了破解SSL数据加密的方法。而TLS协议则尚未出现类似的问题。

TLS现在已经发展到1.3版本。与SSL类似，它同样在传输层进行通信。因此，它非常适合用于保护由网络浏览器、VoIP应用程序、电子邮件客户端以及消息传递应用程序所传输的数据。

数据认证与加密技术的结合，使得TLS非常适合用于提供VPN服务，从而保护第四层的数据安全。

虚拟私人网络（VPN）是一种服务。在物理数据流的基础上，创建出一个虚拟网络。数据包会沿着这条路径进行传输。加密隧道这些包裹的内容被封装在不可破解的代码中。服务器也是如此。对用户身份进行匿名化处理为每个数据包分配新的IP地址。这样，用户就可以改变自己的“数字位置”，从而逃避监控或网络犯罪分子的攻击。

TLS VPN通常来说…无需客户端无需使用单独的软件来建立连接和控制访问权限。这种VPN方式还可以与HTTP协议协同工作，因此能够很好地与大多数现代网站兼容。它会在后台运行，为网络用户提供额外的网络安全保障。

传输层安全协议（TLS）的VPN隧道技术是如何工作的呢？

TLS VPNs通过以下方式来保护数据：VPN隧道。这些隧道实际上是两个被指定设备的连接通道，它们负责对数据进行加密，并验证数据传输的合法性。确保数据的完整性。不同类型的VPN以不同的方式创建隧道。所采用的技术如下：

1. 连接/连接方式

首先，TLS协议必须……建立连接通过密码套件协商来实现这一点。这样，参与数据传输的客户端和服务器就能知道，数据传输时将使用TLS协议。浏览器可以主动发起请求，或者直接打开由TLS所使用的端口。通常，这个端口就是443。

2. TLS握手过程

该过程的第二阶段是……TLS握手过程这一过程涉及使用非对称公钥基础设施（PKI）在VPN客户端和VPN服务器之间交换密钥。通过密钥交换，各个设备可以生成每个传输过程中都独一无二的“主密钥”。这个主密钥构成了MAC码的基础，而MAC码则用于验证整个传输过程的真实性。此外，PKI还会生成会话密钥，这些密钥在对称加密中用于处理数据，确保数据在两种设备之间传输时的安全性。

3. TLS记录

当 TLS握手过程完成之后，加密密钥也就被生成了。TLS记录它采用加密技术，通过TLS隧道安全地传输数据。Record将负载分割成多个数据包，并使用数字证书来验证每个数据包在传输过程中的身份。TLS记录机制为每个数据包提供强大的加密保护，同时利用传输控制协议（TCP）来实现数据的传输。

TLS握手过程采用了端到端加密技术。在数据传输过程中，以哈希形式存储的数据对外部人员来说是不可读的。VPN隧道可以确保，即使敏感信息被截获，攻击者也无法将其利用。唯一的弱点就出现在数据传输的双方——即数据的加密和解密过程中。

同时，VPN服务器也……对IP地址信息进行匿名处理通过网络传输的数据不会直接关联到用户的设备上。一个好的VPN应该能够隐藏这些网站的信息。因此，外部观察者只能看到匿名的数据包，而无法了解用户在网络上的行为。

TLS加密协议的优缺点

没有任何数据传输方式是完全无缺的。用户需要在加密强度、稳定性、速度以及兼容性等方面进行权衡。不过，Transport Layer Security在这方面又处于什么样的地位呢？虽然TLS有很多优点，使其成为一种可行的VPN选择，但用户也需要了解其中的一些缺点。

优点/好处

• 非常适合用于网络应用程序。TLS最大的优势之一在于，它可以与各种浏览器和网页门户协同工作。用户只需要一个基于浏览器的客户端即可。这些客户端通常可以集成到Firefox或Chrome等浏览器中。TLS能够为大多数网站提供加密功能，同时它还使用了HTTPS协议，而HTTPS协议在公共Wi-Fi环境下几乎不会被阻止。
• 粒度访问控制管理员可以使用TLS协议在Web网关层面实施细粒度的访问控制。安全团队可以创建安全策略，指定需要过滤的网站以及每个用户可使用的Web应用程序。这种访问控制方式可以针对每个用户、每个应用程序甚至每个Web对象进行定制。而使用其他VPN方式则难以实现这样的功能。
• 更高效的服务器管理。通过TLS进行访问控制还具有效率上的优势。例如，网络管理员可以在Web网关上为每个应用程序制定统一的访问策略。而在其他VPN方案中，管理员可能需要为每个用户分别创建访问策略，这会在操作系统层面进行操作。而TLS则可以确保对SaaS服务的访问安全，从而简化应用程序服务器上的资源使用方式。
• 无需客户端即可访问。SSL/TLS VPN技术被嵌入到网页浏览器和基于Web的应用程序中。用户无需购买、安装或配置单独的VPN客户端。所有通过网络进行的传输都经过加密处理，用户可以轻松访问所需的服务。而使用IPSec时，管理员需要为每条连接创建相应的策略。但使用TLS则不需要这样做。
• 强大的安全性TLS 1.2被行业监管机构评为高度安全的协议，其安全漏洞也非常少。AES 256位私钥加密技术能够有效防止数据被盗取，而证书认证则能确保数据的传输过程绝对安全。这样一来，加密后的数据就能安全地到达目的地，不会被截获。

缺点/缺陷

• TLS仅能保护网页资源。TLS最大的缺点之一就是它仅适用于网络环境。与IPSec不同，TLS无法为网络边界之外的环境提供全面的保护。在应用程序种类复杂的环境中，安全漏洞可能会让数据面临风险。用户可以安装桌面代理来保障特定应用程序的安全，但这会增加维护成本。此外，并非所有应用程序都支持未签名的Java语言，这也会带来兼容性问题。
• 用户可能会遇到连接速度方面的问题。当您在网页浏览器中使用TLS协议时，每次点击链接或切换网站时，VPN都会发起访问请求。这会启动握手和加密过程，从而导致延迟。不过，一些新的技术，如TLS False Start和TLS Session，已经能够缩短访问时间。但如果您需要更高的VPN性能，那么IPSec可能更为合适。
• 实施过程可能会相当复杂。虽然使用TLS作为VPN非常简单，但设置VPN保护却相当复杂。创建TLS证书的过程也很繁琐，而且还需要投入大量的成本。网站所有者还必须确保所有子域名和Web应用程序都配置了TLS安全功能。
• 容易受到DDoS攻击。拒绝服务攻击可能会导致TLS协议出现问题。攻击者可以通过发送大量TCP数据包来使会话表无法正常工作，进而导致网站或网络出现停机现象。

SSL和TLS VPN协议的历史渊源

Secure Sockets Layer的技术起源可以追溯到万维网的诞生。浏览器厂商Netscape在1994年推出了SSL技术，旨在通过加密链接来保障网络传输的安全性。随后，SSL 2.0版本于1995年问世，而SSL 3.0则于1996年推出。

不幸的是，TLS和SSL都容易受到中间人攻击的威胁，比如POODLE和DROWN这类攻击。2011年，互联网工程任务组宣布不再支持SSL 2.0；而SSL 3.0则于2015年被弃用。现在，这两种情况都被认为几乎完全不安全了。由美国政府及行业专家共同制定。

TLS协议是在1999年出现的，当时人们对SSL协议的信任度逐渐降低，因此才出现了TLS协议。TLS 1.1版本出现在2006年，而TLS 1.2则出现在2008年。直到2018年，TLS 1.3才正式推出。在每一个版本的更新中，那些过时的协议和加密算法都被替换掉了，同时，开发人员的设计也变得更加简洁高效。最终，TLS协议成为了一种适合网络传输的协议，它既保证了数据的安全性和隐私性，又能够保持最高的传输速度。

TLS与HTTPS之间的区别

TLS（传输层安全协议）是一种用于加密通信内容、确保客户端与服务器之间数据传输安全的协议。而HTTPS则利用TLS来保护通过HTTP方式传输的数据。因此，当您在浏览器的地址栏看到“https://”时，这意味着TLS正在被用来保护您的数据，比如在进行在线购物或登录电子邮件账户时。

SSL和TLS是一样的吗？

虽然SSL和TLS属于同一系列技术，但它们显然并不相同。最重要的区别在于它们的有效性。SSL已经被列为不再推荐的传输协议，而TLS则继续得到改进，并不断被应用于各种新的场景。不过，还有其他一些因素使得TLS更为优越。

• 兼容性目前，许多浏览器和应用程序都缺乏对SSL 3.0的支持。TLS被广泛用于保护网页内容的安全。谷歌的搜索算法甚至会使用TLS认证作为评估网站质量的一个指标。
• 加密密钥。在SSL中，支持的加密密钥格式非常有限。不过，随着TLS的出现，这种情况已经发生了变化。用户现在可以从多种不同的密钥格式中选择，从而获得了更大的灵活性以及更好的互操作性。此外，SSL还使用了消息认证码（MAC）进行加密处理。而TLS则采用了更强大的基于哈希算法的消息认证码（HMAC）来进行加密处理。
• OpenVPNOpenVPN已经成为了全球范围内VPN服务的标准基础架构。不过，它并不支持SSL协议。另一方面，用户可以将OpenVPN与TLS协议结合使用，从而创建出基于Web的隐私保护方案。

需要注意的是，“SSL证书”这一术语仍然很常见。不过，这些证书其实……并非基于SSL加密技术。实际上，几乎所有的情况都使用TLS协议。之所以仍然使用“SSL”这个名称，只是因为人们已经习惯了这种称呼而已。

SSL/TLS VPN最常见的应用场景

SSL/TLS是网络安全领域中的重要技术。今天，当你浏览网页时，很可能就已经在不知不觉中使用这项技术了。TLS安全技术有着许多潜在的应用场景，包括：

远程访问VPN

企业可能希望确保远程用户能够安全地访问集中化的资源。在这种情况下，基于网络的TLS虚拟专用网络就非常有用。员工可以通过标准浏览器来访问这些安全连接。该VPN几乎可以在任何设备和操作系统上运行，而且其保护功能可以覆盖全球范围内的用户。

使用公共Wi-Fi

有时候，我们需要在公共网络上进行远程工作。此时，使用VPN就非常重要了，因为公共无线网络很容易受到中间人攻击的威胁。而基于TLS的VPN则可以确保用户的浏览行为保持私密性，从而有效阻止潜在的攻击者。

穿越防火墙进行连接

TLS可以轻松穿越NAT路由器和防火墙。几乎所有标准的防火墙都开放了端口443，因此加密的VPN流量可以无障碍地通过。而基于UDP协议的VPN技术，比如IPSec，则无法做到这一点。

TLS——为商业用户提供强大的网络加密功能。

Transport Layer Security能够为网络用户提供几乎不可破解的加密技术和可靠的身份验证机制。通过采用TLS VPN技术，用户可以在最小的数据丢失风险下访问各种网站并交换机密信息。企业可以创建安全的网关来连接各种Web应用程序，包括SaaS工具，从而提升数据交换的安全性。

TLS存在一些不足之处。TLS VPN可能无法覆盖企业网络中使用的所有应用程序。而IPSec在速度方面优于TLS，同时更能抵御DDoS攻击等威胁。不过，从安全性角度来看，TLS仍然是一种非常有效的第四层流量保护方案。