Nghiên Cứu Giải Pháp Bảo Mật Truyền Tin Nội Bộ Sử Dụng TLS 1.3

Nghiên cứu về giao thức TLS 1.3 và triển khai thực nghiệm, khám phá tính năng bảo mật và hiệu suất cải tiến trong truyền tải dữ liệu.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Bảo
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Quân
• Trường học: Học viện Bưu chính Viễn thông
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu, Xây Dựng Giải Pháp Truyền Tin Có Bảo Mật Mạng Nội Bộ Với TLS 1.3
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU GIAO THỨC TLS 1
• 1.1. Giới thiệu giao thức TLS 1
• 1.2. Lịch sử phát triển
• 1.3. Chức năng giao thức
• 1.4. Kiến trúc, thành phần
• 1.5. Nguyên lý hoạt động giao thức TLS 1
• 1.6. Giao thức thành phần Handshake Protocol
• 1.7. Giao thức thành phần Record Protocol
• 1.8. Giao thức thành phần Alert Protocol
• 1.9. Các thuật toán mật mã trong giao thức TLS 1
• 1.10. Thuật toán mã hóa xác thực với dữ liệu liên kết
• 1.11. Thuật toán hàm băm
• 1.12. Thuật toán ký số
• 1.13. Thuật toán và giao thức trao đổi khóa
• 1.14. Cơ chế chống tấn công phát lại
• 1.15. Quản lý khóa trong giao thức TLS 1
• 1.16. Những cải tiến của TLS 1.3 so với phiên bản TLS 1
• 1.17. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP TRUYỀN TIN TRONG MẠNG LAN SỬ DỤNG GIAO THỨC TLS 1
• 2.1. Sơ đồ hoạt động chung giải pháp truyền tin trong mạng LAN sử dụng TLS 1
• 2.2. Những chức năng chính phần mềm truyền tin
• 2.3. Thiết kế mô đun cài đặt giải pháp truyền tin
• 2.4. Thiết kế mô đun thực hiện kết nối mạng
• 2.5. Thiết kế mô đun về giao thức thành phần Record Protocol
• 2.6. Thiết kế mô đun thuật toán mã hóa dữ liệu
• 2.7. Thiết kế mô đun chế độ mã hóa có xác thực
• 2.8. Thiết kế mô đun về Alert Protocol
• 2.9. Kết luận chương 2
• 2.10. CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM TRUYỀN TIN CÓ BẢO MẬT TRONG MẠNG LAN VỚI GIAO THỨC TLS 1
• 2.10.1. Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm
• 2.10.2. Biểu đồ Use case
• 2.10.3. Biểu đồ tuần tự
• 2.10.4. Thuyết minh mã nguồn mở một số mô đun trong phần mềm
• 2.10.5. Mã nguồn mô đun thực hiện kết nối mạng
• 2.10.6. Mã nguồn thực thi kết nối TLS 1
• 2.10.7. Hoàn thiện, thử nghiệm và phân tích hoạt động phần mềm
• 2.10.7.1. Hoàn thiện, thử nghiệm chương trình
• 2.10.7.2. Phân tích luồng lưu lượng phần mềm bằng Wireshark
• 2.10.8. Kết luận chương
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• XÁC NHẬN NƠI CHẾ BẢN IN ẤN

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giải Pháp Bảo Mật Truyền Tin Nội Bộ

Ngày nay, Internet được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hội họp trực tuyến, thương mại điện tử, và chính phủ điện tử. Lượng thông tin trao đổi ngày càng lớn, bao gồm cả thông tin nhạy cảm. Do đó, việc bảo vệ thông tin này trở nên vô cùng quan trọng. Một trong những giải pháp hiệu quả là sử dụng giao thức TLS 1.3 để thiết lập các kênh truyền tin an toàn. Giao thức này đảm bảo dữ liệu được mã hóa và xác thực, giúp bảo vệ thông tin khỏi các cuộc tấn công. Theo tài liệu nghiên cứu, việc triển khai TLS 1.3 là rất cần thiết để cập nhật và áp dụng trong các sản phẩm mật mã và an toàn thông tin.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Giao Thức TLS 1.3

Giao thức TLS (Transport Layer Security) là một giao thức bảo mật dữ liệu truyền trên mạng Internet và hoạt động ở tầng giao vận trong kiến trúc mạng TCP/IP. Mục tiêu chính của giao thức TLS là thiết lập một kênh truyền bảo mật giữa hai đầu mối liên lạc trên mạng Internet. Kênh truyền bảo mật này được thiết lập bởi TLS này đảm bảo các dịch vụ an toàn thông tin như xác thực, bí mật, toàn vẹn dữ liệu và chống chối bỏ.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Của Giao Thức TLS

Giao thức TLS được phát triển từ giao thức SSL. Phiên bản SSL 1.0 ra đời năm 1994 bởi Netscape Communications, nhưng không được công bố do vấn đề bản quyền và điểm yếu bảo mật. Các phiên bản tiếp theo như SSL 2.0, SSL 3.0 và TLS 1.0, TLS 1.1, TLS 1.2 liên tục được cải tiến để khắc phục các lỗ hổng và nâng cao tính bảo mật. TLS 1.3 là phiên bản mới nhất, với nhiều cải tiến về tốc độ và độ an toàn.

1.3. Chức Năng Chính Của Giao Thức TLS 1.3

Mục tiêu chính của giao thức TLS là thiết lập một kênh truyền bảo mật giữa hai đầu mối liên lạc trên mạng Internet. Kênh truyền bảo mật được thiết lập bởi TLS này đảm bảo các dịch vụ an toàn thông tin sau: Dịch vụ xác thực, dịch vụ bí mật, dịch vụ toàn vẹn dữ liệu và dịch vụ chống chối bỏ.

II. Thách Thức An Ninh Mạng Nội Bộ Giải Pháp TLS 1

Mạng nội bộ thường chứa đựng nhiều thông tin quan trọng của tổ chức, do đó trở thành mục tiêu hấp dẫn cho các cuộc tấn công. Các thách thức bao gồm nguy cơ nghe lén, tấn công man-in-the-middle, và rò rỉ dữ liệu. TLS 1.3 cung cấp các cơ chế bảo mật mạnh mẽ để đối phó với những thách thức này, đảm bảo truyền tin an toàn và bảo mật dữ liệu nội bộ. Việc triển khai giải pháp bảo mật thông tin nội bộ với TLS 1.3 là một bước quan trọng để bảo vệ tài sản thông tin của tổ chức.

2.1. Các Mối Đe Dọa An Ninh Mạng Nội Bộ Phổ Biến

Mạng nội bộ đối mặt với nhiều mối đe dọa, bao gồm tấn công từ bên trong (nhân viên có quyền truy cập), tấn công từ bên ngoài (hacker xâm nhập), và lỗi cấu hình (dẫn đến lỗ hổng bảo mật). Các cuộc tấn công này có thể dẫn đến rò rỉ dữ liệu, mất mát thông tin, và gián đoạn hoạt động.

2.2. Vì Sao Cần Bảo Mật Truyền Tin Nội Bộ

Bảo mật truyền tin nội bộ là rất quan trọng để bảo vệ thông tin nhạy cảm, duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu, và tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ dữ liệu. Việc mã hóa TLS 1.3 giúp ngăn chặn nghe lén và tấn công man-in-the-middle, đảm bảo chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập thông tin.

2.3. TLS 1.3 Giải Quyết Thách Thức Như Thế Nào

TLS 1.3 cung cấp các cơ chế bảo mật mạnh mẽ, bao gồm mã hóa end-to-end, xác thực hai yếu tố, và quản lý khóa mã hóa an toàn. Giao thức này cũng loại bỏ các thuật toán mã hóa yếu, tăng cường khả năng chống lại các cuộc tấn công hiện đại. Việc sử dụng cipher suite TLS 1.3 mạnh mẽ giúp đảm bảo bảo mật lớp vận chuyển.

III. Hướng Dẫn Triển Khai Giải Pháp TLS 1

Triển khai TLS 1.3 trong mạng LAN đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và tuân thủ các bước cụ thể. Đầu tiên, cần xác định các ứng dụng và dịch vụ cần được bảo vệ. Tiếp theo, cấu hình máy chủ và máy trạm để hỗ trợ giao thức TLS 1.3. Cuối cùng, kiểm tra và giám sát hệ thống để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Việc triển khai thành công giải pháp cho doanh nghiệp này sẽ giúp tăng cường đáng kể bảo mật dữ liệu nội bộ.

3.1. Các Bước Cấu Hình Máy Chủ Để Hỗ Trợ TLS 1.3

Cấu hình máy chủ bao gồm việc cài đặt chứng chỉ số, kích hoạt TLS 1.3, và cấu hình các cipher suite TLS 1.3 phù hợp. Cần đảm bảo rằng máy chủ sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ và vô hiệu hóa các thuật toán yếu. Việc quản lý khóa mã hóa cũng cần được thực hiện một cách an toàn.

3.2. Cấu Hình Máy Trạm Để Sử Dụng TLS 1.3

Cấu hình máy trạm bao gồm việc cập nhật trình duyệt và các ứng dụng khác để hỗ trợ TLS 1.3. Cần đảm bảo rằng máy trạm tin tưởng chứng chỉ số của máy chủ và sử dụng các thuật toán mã hóa TLS 1.3 tương thích. Việc bảo mật trên máy tính và bảo mật trên thiết bị di động cũng cần được xem xét.

3.3. Kiểm Tra Và Giám Sát Hệ Thống TLS 1.3

Sau khi triển khai, cần kiểm tra và giám sát hệ thống để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Sử dụng các công cụ kiểm tra bảo mật để phát hiện các lỗ hổng và cấu hình sai. Theo dõi nhật ký hệ thống để phát hiện các hoạt động đáng ngờ. Việc tuân thủ quy định bảo mật cũng cần được đảm bảo.

IV. Ứng Dụng Thực Tế TLS 1

TLS 1.3 có thể được ứng dụng trong nhiều tình huống thực tế để đảm bảo truyền tin an toàn. Ví dụ, có thể sử dụng ứng dụng nhắn tin bảo mật nội bộ để bảo vệ thông tin liên lạc giữa các nhân viên. Cũng có thể sử dụng VPN nội bộ để tạo kết nối an toàn giữa các chi nhánh. Việc triển khai giải pháp mã hóa tin nhắn giúp bảo vệ thông tin khỏi bị nghe lén và rò rỉ.

4.1. Ứng Dụng Nhắn Tin Bảo Mật Nội Bộ Với TLS 1.3

Sử dụng TLS 1.3 để mã hóa thông tin liên lạc trong ứng dụng nhắn tin bảo mật nội bộ giúp bảo vệ thông tin khỏi bị nghe lén và rò rỉ. Cần đảm bảo rằng ứng dụng sử dụng các thuật toán mã hóa TLS 1.3 mạnh mẽ và xác thực hai yếu tố để tăng cường bảo mật.

4.2. VPN Nội Bộ Sử Dụng Giao Thức TLS 1.3

Sử dụng TLS 1.3 để tạo kết nối an toàn trong VPN nội bộ giúp bảo vệ thông tin truyền qua mạng công cộng. Cần cấu hình VPN để sử dụng các cipher suite TLS 1.3 mạnh mẽ và quản lý khóa mã hóa an toàn.

4.3. Bảo Mật Email Nội Bộ Với Giải Pháp TLS 1.3

Sử dụng TLS 1.3 để mã hóa email nội bộ giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm khỏi bị nghe lén và rò rỉ. Cần cấu hình máy chủ email và máy trạm để hỗ trợ TLS 1.3 và sử dụng các thuật toán mã hóa TLS 1.3 tương thích.

V. Đánh Giá Hiệu Năng Bảo Mật TLS 1

Việc đánh giá hiệu năng và bảo mật của TLS 1.3 là rất quan trọng để đảm bảo rằng giải pháp bảo mật hoạt động hiệu quả. Cần đo lường thời gian thiết lập kết nối, tốc độ truyền dữ liệu, và khả năng chống lại các cuộc tấn công. Việc sử dụng các công cụ kiểm tra bảo mật giúp phát hiện các lỗ hổng và cấu hình sai. Hiệu năng TLS 1.3 cần được tối ưu hóa để đảm bảo trải nghiệm người dùng tốt.

5.1. Đo Lường Hiệu Năng TLS 1.3 Trong Mạng LAN

Đo lường thời gian thiết lập kết nối, tốc độ truyền dữ liệu, và sử dụng CPU/RAM để đánh giá hiệu năng TLS 1.3. So sánh kết quả với các phiên bản TLS trước để đánh giá cải thiện hiệu năng.

5.2. Kiểm Tra Bảo Mật TLS 1.3 Với Các Công Cụ Chuyên Dụng

Sử dụng các công cụ kiểm tra bảo mật như Nessus, OpenVAS, và Wireshark để phát hiện các lỗ hổng và cấu hình sai. Kiểm tra khả năng chống lại các cuộc tấn công như tấn công man-in-the-middle và tấn công phát lại.

5.3. Tối Ưu Hóa Cấu Hình TLS 1.3 Để Đạt Hiệu Quả Tốt Nhất

Tối ưu hóa cấu hình TLS 1.3 bằng cách chọn các cipher suite TLS 1.3 phù hợp, cấu hình bộ nhớ đệm phiên, và điều chỉnh các tham số khác. Đảm bảo rằng cấu hình TLS 1.3 phù hợp với yêu cầu bảo mật và hiệu năng của mạng nội bộ.

VI. Kết Luận Tương Lai Của Bảo Mật Truyền Tin Với TLS 1

TLS 1.3 là một giải pháp bảo mật mạnh mẽ cho truyền tin nội bộ. Việc triển khai TLS 1.3 giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm, duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu, và tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ dữ liệu. Trong tương lai, TLS 1.3 sẽ tiếp tục được cải tiến để đối phó với các mối đe dọa an ninh mạng ngày càng phức tạp. Các nghiên cứu về bảo mật lượng tử cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của TLS.

6.1. Tóm Tắt Các Ưu Điểm Của Giải Pháp TLS 1.3

TLS 1.3 cung cấp nhiều ưu điểm so với các phiên bản TLS trước, bao gồm hiệu năng tốt hơn, bảo mật mạnh mẽ hơn, và cấu hình đơn giản hơn. TLS 1.3 cũng loại bỏ các thuật toán mã hóa yếu, tăng cường khả năng chống lại các cuộc tấn công hiện đại.

6.2. Các Xu Hướng Phát Triển Của Bảo Mật Truyền Tin

Các xu hướng phát triển của bảo mật truyền tin bao gồm việc sử dụng các thuật toán mã hóa mới, tích hợp xác thực hai yếu tố, và áp dụng các kỹ thuật zero trust network access (ZTNA). Bảo mật lượng tử cũng là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng.

6.3. TLS 1.3 Và Tương Lai Của An Ninh Mạng Nội Bộ

TLS 1.3 sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an ninh mạng nội bộ. Việc triển khai TLS 1.3 là một bước quan trọng để bảo vệ tài sản thông tin của tổ chức và tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ dữ liệu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU GIAO THỨC TLS 1. Giới thiệu giao thức TLS 1. Khái niệm Giao thức TLS (Transport Layer Security) là một giao thức bảo mật dữ liệu truyền trên mạng Internet và hoạt động ở tầng giao vận trong kiến trúc mạng TCP/IP.

Lịch sử phát triển Hình 1.1: Lịch sử phát triển giao thức TLS Giao thức TLS được phát triển từ giao thức SSL.1 đưa ra thông tin quá trình phát triển giao thức TLS bao gồm các phiên bản chính như sau: - Phiên bản SSL 1.0 được ra đời năm 1994 phát triển bởi công ty Netscape Communications. Đây là phiên bản đầu tiên của bộ giao thức SSL/TLS nhưng không được công bố do vấn đề bản quyền và chứa điểm yếu liên quan đến vấn đề bảo vệ bí mật. Mục tiêu chính của SSL 1.0 là thiết lập một kênh liên lạc an toàn trên một mạng không an toàn, tuy nhiên vẫn chưa tập trung vào việc bảo vệ tính toàn vẹn dữ liệu. Điểm yếu của giao thức liên quan đến tính xác thực và thiếu tính toàn vẹn, tem thời gian hoặc số thứ tự bí mật nhằm ngăn chặn tấn công dùng lại gói dữ liệu.

- Phiên bản SSL 2.0 là phiên bản đặc tả kỹ thuật đầu tiên được chính thức công bố của bộ giao thức SSL/TLS. Phiên bản này là sản phẩm của quá trình cải tiến 1 liên tục từ phiên bản SSL 1.0 nhưng vẫn còn nhiều điểm yếu như: Giá trị MAC không bao trùm được trường độ dài phần đệm, không có chức năng ký, thiếu quá trình xác thực bắt tay, sử dụng các thuật toán yếu dễ bị tấn công (MD5, RC4) hoặc sử dụng khóa cho nhiều mục đích. - Phiên bản SSL 3.0 giải quyết nhiều lỗ hổng trong các phiên bản trước bằng cách sử dụng một loạt các tính năng và cơ chế mới. Quá trình bắt tay bao gồm các thông báo bổ sung và giao thức mới có tên là ChangeCipherSpec.

Cải tiến tổng thể là giao thức được phát triển mang tính cấu trúc hơn và được thiết kế thành nhiều lớp, các tính năng còn thiếu đã được bổ sung và đã giải quyết những lỗ hổng liên quan tới bảo mật. - Phiên bản TLS 1.0 thực chất là phiên bản SSL 3.1 vì không do công ty Netscape phát triển nữa mà được tiêu chuẩn hóa bởi IETF (Internet Engineering Task Force) nên được đổi tên thành như vậy.0 nâng cấp bao gồm đặc tả chi tiết về hàm giả ngẫu nhiên được sử dụng để dẫn xuất khóa. Chức năng này được sử dụng cho việc mở rộng nguyên liệu khóa và tính toán giá trị tóm lược trong thông báo Finished. - Phiên bản TLS 1.1 là bản cập nhật của TLS 1.0 với một số thay đổi.

Thay đổi rõ ràng nhất là khả năng ngăn chặn các kiểu tấn công liên quan đến chế độ hoạt động CBC của mã khối.1 nghiêm cấm việc sử dụng các hệ mật yếu (DES, RSA với khóa nhỏ hơn 1024 bits) sao cho phù hợp với các yêu cầu về hệ mật được sử dụng trong thực tế. Quá trình ngừng kết nối mà không gửi một thông báo ngắt kết nối thì không thể tái kết nối phiên làm việc đó nữa. - Phiên bản TLS 1.2 là phiên bản có rất nhiều cải tiến so với phiên bản TLS 1. Một trong những cải tiến đó là việc loại bỏ sự tích hợp các hàm băm MD5 và SHA-1 trong hàm sinh số giả ngẫu nhiên (PRF) và thay thế bằng một hàm băm có khóa cụ thể (dựa trên mã khối AES-GCM hoặc AES-CBC).

- Phiên bản TLS 1.3 là phiên bản mới nhất của giao thứ TLS bao gồm nhiều cải tiến về mặt bảo mật so với TLS 1.3 loại bỏ các thuật toán mã hóa yếu như DES, 3DES, đồng thời thêm các thuật toán mã hóa xác thực mới với độ bảo mật cao là AES-CCM, ChaCha20-Poly1305. Chức năng giao thức Mục tiêu chính của giao thức TLS là thiết lập một kênh truyền bảo mật giữa hai đầu mối liên lạc trên mạng Internet. Kênh truyền bảo mật được thiết lập bởi TLS này đảm bảo các dịch vụ an toàn thông tin sau: - Dịch vụ xác thực: đảm bảo tính xác thực của nguồn gốc thông tin và tính chân thực của các bên liên lạc. - Dịch vụ bí mật: đảm bảo tính bí mật của thông tin thông qua việc sử dụng các thuật toán mật mã để mã hóa thông tin khi truyền nhận.

- Dịch vụ toàn vẹn dữ liệu: đảm bảo thông tin không bị sai lệch, thay đổi trái phép trong quá trình truyền nhận. - Dịch vụ chống chối bỏ: các thông tin gửi đi có thể được ký số (tùy chọn) bởi các lược đồ ký số phổ biến hiện nay. Kiến trúc, thành phần TLS 1.3 có kiến trúc rất phức tạp bao gồm 3 giao thức thành phần chính được mô tả chi tiết trong hình 1.2: - Giao thức thành phần Handshake Protocol: được thực thi nhằm thực hiện các chức năng thiết lập kênh truyền hoặc thỏa thuận các tham số an toàn, xác thực các phiên liên lạc. TCP/IP Stack Application TLS 1.3 Layer Handshake Record Alert Protocol Protocol Protocol Transport Internet Network Access Hình 1.2: Kiến trúc của giao thức TLS 3 - Giao thức thành phần Record Protocol: đảm nhiệm chức năng xử lý dữ liệu từ tầng ứng dụng chuyển xuống, cụ thể thực hiện các công việc như mã/giải mã, nén/giải nén, xác thực dữ liệu.

- Giao thức thành phần Alert Protocol: đảm nhiệm chức năng tạo, gửi các thông điệp liên quan tới tình trạng hoạt động giao thức TLS 1. Nguyên lý hoạt động giao thức TLS 1.3 làm việc theo mô hình máy trạm và máy chủ, cụ thể là thiết lập kênh truyền bảo mật giữa hai bên liên lạc này. Kênh truyền bảo mật này được thiết lập thông qua việc thực hiện các giao thức thành phần chính là: Handshake Protocol, Alert Protocol và Record Protocol. Thứ tự triển khai kết nối bảo mật TLS 1.3 sẽ bắt đầu với giao thức Handshake Protocol, sau đó dữ liệu truyền nhận các bên liên lạc xử lý bởi Record Protocol, đồng thời giao thức Alert Protocol sẽ đưa ra các thông báo cảnh báo, lỗi xảy trong suốt phiên kết nối TLS 1.

Giao thức thành phần Handshake Protocol Các thông điệp bắt tay trao đổi khóa Khởi tạo kênh truyền với Handshake Protocol Hình 1.3: Hoạt động TLS 1.3 Handshake Protocol Các bước hoạt động của giao thức Handshake được thực thi chi tiết như sau: 4 - Bước 1: Kênh liên lạc giữa máy trạm và máy chủ được bắt đầu với máy trạm gửi một thông điệp client hello đến máy chủ. Thông điệp này bao gồm các trường như sau: + Trường Version: Trong các phiên bản trước TLS 1.3, trường này được dùng để thỏa thuận phiên bản giao thức và thể hiện phiên bản cao nhất được hỗ trợ bởi máy trạm. Đối với TLS 1.2, giá trị trường này là 0x0303, còn giá trị 0x0304 định danh cho TLS 1. + Trường Random: số nguyên có độ dài 32 byte được tạo ra bởi bộ tạo số giả ngẫu nhiên an toàn.

+ Trường Session ID: số nguyên có độ dài 32 byte chứa giá trị ID phiên của máy trạm, giá trị này không nhất thiết phải tạo ngẫu nhiên nhưng nên là một giá trị không thể đoán trước được. + Trường Cipher Suites: là một danh sách các hệ mật mã đối xứng được hỗ trợ bởi máy trạm, đặc biệt là các thuật toán mật mã sẽ sử dụng trong giao thức thành phần Record Protocol (bao gồm cả độ dài khóa bí mật) và hàm băm được sử dụng cùng HKDF theo thứ tự mức độ ưu tiên giảm dần. Nếu danh sách chứa các bộ mật mã mà máy chủ không nhận biết (không được khai báo) hoặc không hỗ trợ hoặc không muốn sử dụng thì máy chủ phải bỏ qua các bộ mật mã đó và lựa chọn một bộ còn lại để xử lý trong các bước tiếp theo của TLS. + Trường Compression Methods: Trong các phiên bản trước TLS 1.3, trường này sẽ chứa danh sách các phương thức nén được hỗ trợ.

Đối với TLS 1.3, trường này có độ dài 1 byte được đặt bằng 0 (tương ứng với giá trị NULL trong các phiên bản trước). Nếu trường này có giá trị khác 0 thì máy chủ buộc phải hủy bỏ quá trình bắt tay với cảnh báo illegal_parameter (thông số không hợp lệ). Ý nghĩa rằng các thông điệp tiếp theo trong giao thức bắt tay không cần phải nén. + Trường Extensions: máy trạm yêu cầu các tính năng mở rộng từ máy chủ bằng việc gửi dữ liệu trong trường extentions.

Đối với TLS 1.3, việc sử dụng các phần mở rộng là bắt buộc vì các tính năng được chuyển sang phần mở rộng nhằm duy trì tính tương thích của ClientHello với các phiên bản trước của TLS. Máy chủ có thể lựa chọn thực hiện các phần mở rộng này. Tất cả các phiên bản của TLS đều có trường Extentions theo sau trường Compression Methods. Thông báo ClientHello trong TLS 1.3 luôn chứa các phần mở rộng.

Các phần mở rộng được đính kèm các 5 byte sau trường Compression Methods ở cuối ClientHello.3 sẽ thực hiện kiểm tra này đầu tiên và chỉ cho phép thỏa thuận TLS 1.3 nếu tồn tại supported_versions. Nếu thỏa thuận các phiên bản trước TLS 1.3, máy chủ phải kiểm tra xem thông báo ClientHello có chứa dữ liệu hoặc chứa phần mở rộng hợp lệ với no data sau trường Compression Methods hay không. Nếu không thì phải hủy quá trình bắt tay với cảnh báo decode-error. Trong trường hợp máy trạm yêu cầu tính năng bổ sung bằng cách sử dụng phần mở rộng và nếu tính năng này không được cung cấp bởi máy chủ thì máy trạm có thể hủy quá trình bắt tay.

Sau khi gửi ClientHello, máy trạm sẽ đợi thông báo phản hồi ServerHello hoặc HelloRetryRequest từ máy chủ. - Bước 2: Máy chủ gửi lại thông điệp ServerHello cho máy trạm để phản hồi lại thông điệp ClientHello trong bước 1. Thông điệp này chứa các thông số mật mã đã chấp thuận dựa trên gói ClienHello, cụ thể bao gồm các trường như sau: + Trường Version: trường này tương tự như trong gói ClientHello. + Trường Random: số nguyên có độ dài 32 byte được tạo bởi bộ tạo số giả ngẫu nhiên an toàn.

+ Trường Session ID: số nguyên có độ dài 32 byte chứa giá trị giống với Session ID của máy trạm gửi trong gói ClientHello. Nếu máy trạm nhận được ServerHello chứa Session ID có giá trị khác với Session ID mà đã gửi trong ClientHello thì máy trạm phải hủy quá trình bắt tay với cảnh báo illegal_parameter. + Trường Cipher Suite: chứa một bộ thuật toán mật mã duy nhất được chọn bởi máy chủ từ danh sách bộ thuật toán mật mã (Cipher Suite) của ClientHello. Nếu máy trạm nhận được một bộ thuật toán mật mã không được cung cấp trong danh sách mà nó đã gửi thì máy trạm phải hủy quá trình bắt tay với cảnh báo illegal_parameter.