記録層データ構造

[9] 記録層では、 2¹⁴ バイト以下のデータに分割して TLSPlaintext として扱います。記録層データ構造間で分割した境界は意味を持たず、同じ記録内容型なら1つの TLSPlaintext に結合したり、分解したりできます。 >>2

[11] TLSPlaintext に圧縮アルゴリズムを適用した結果が TLSCompressed です。 (ここでいう圧縮アルゴリズムには、無変換の「null」も含まれます。)

[12] TLSCompressed に MACアルゴリズムと暗号化アルゴリズムを適用した結果が TLSCiphertext です。

[10] TLSPlaintext や TLSCompressed や TLSCiphertext は、次のもので構成されます >>2。

[20] 含まれるデータの意味 (処理状態) が異なるだけで、欄の構成は同じです。

type: 含まれているデータを処理する上位層プロトコル (記録内容型 1バイト)。
version: プロトコルの版 (2バイト)。 3.3 なら TLS/1.2, 3.2 なら TLS/1.1, 3.1 なら TLS/1.0。
length: データの長さ (uint16)。
fragment: データ (length 欄の値の長さ)。

[13]

TLS のプロトコルの版は記録層のメッセージに記述されるだけでなく、 TLS Handshake Protocol の ClientHello や ServerHello にも記述されます。そちらとこちらの値は異なるかもしれません。

[19] データ (fragment) の長さは、 TLS拡張 max_fragment_length >>18 により最大値を折衝できます。

[15] TLS で送受信されるデータはすべて TLS Record Protocol のメッセージという形で送信されます。 TLS が開始された当初は暗号化、圧縮などを行わない接続状態なので、平文のままのメッセージが送信されます。この状態で上位層プロトコルとして TLS Handshake Protocol を用いて新たな接続状態を折衝し、移行します。これによって TLS Record Protocol のメッセージに暗号化、圧縮などが適用された状態になります。これで上位層プロトコルとしてTLS応用データプロトコルを用い、上位アプリケーション層プロトコルのデータの送受信が行えるようになります。その後も alert protocol 等 TLS のメッセージが送受信されることがあります。

内容型

[3] TLS Record Protocol を使って規定されるプロトコルはいくつかあり、その区別を表す値を記録内容型record content type (ContentType) といいます >>2。

[16] 値は1バイトの数値で表されます。

n: 数値
name: 名称
desc: プロトコル名

n: 22
name: handshake
desc: handshake protocol

n: 21
name: alert
desc: alert protocol

n: 20
name: change_cipher_spec
desc: change cipher spec protocol

n: 23
name: application_data
desc: application data protocol

n: 24
name: heartbeat
desc: Heartbeat protocol

[21] IANA登録簿 (>>17) もあります >>2。

接続状態

[4] TLS Record Protocol の運用環境operating environmentのことを TLS接続状態TLS connection stateといい、次のもので構成されます >>2。

セキュリティー引数security parameter (SecurityParameters)

接続端connection end (entity): 自身がクライアントか鯖か。
PRFアルゴリズム (prf_algorithm): master secret から鍵を生成するのに使うアルゴリズム。
bulk encryption algorithm: bulk encryption に使うアルゴリズム (bulk_cipher_algorithm)。鍵サイズ (enc_key_length)、ブロック・ストリーム・AEAD のいずれであるか (cipher_type)、 cipher のブロック長 (block_length)、明示的および暗示的な初期化ベクトル (nonce) (fixed_iv_length, record_iv_length)。
MACアルゴリズム: メッセージ認証に使うアルゴリズム (mac_algorithm)。アルゴリズムが返す値の長さ (mac_length)。鍵の長さ (mac_key_length)。
圧縮アルゴリズム (compression_algorithm): データ圧縮に使うアルゴリズム。
master secret (master_secret): 48バイト秘密。
client random (client_random): クライアントによる32バイト値。
server random (server_random): 鯖による32バイト値。

client write MAC key

server write MAC key

client write encryption key

server write encryption key

client write IV

server write IV

圧縮状態

cipher state

MAC鍵

シーケンス番号

[5] 接続状態は、現在の読み取り用状態、書き込み用状態と、 pending の読み取り用状態、書き込み用状態の4つがあります >>2。

[8] 記録recordは、現在の読み取り用状態と書き込み用状態に従い処理されます >>2。

[6] 現在の接続状態の初期値は、暗号化、圧縮、MAC のいずれも使用しないものです >>2。

[7] TLS Handshake Protocol は pending 接続状態のセキュリティー引数を設定します。 ChangeCipherSpec は pending 接続状態を現在の接続状態とします。 >>2

[25] RFC 7983 - Multiplexing Scheme Updates for Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) Extension for Datagram Transport Layer Security (DTLS) (2016-10-03 23:05:12 +09:00) https://tools.ietf.org/html/rfc7983

仕様書

記録層データ構造

内容型

接続状態