Encriptação SSL/TLS: técnicas, processo e segurança em resumo

Com a encriptação SSL, os sítios Web e as aplicações protegem a transmissão de dados sensíveis contra o acesso não autorizado. A moderna norma TLS combina métodos de criptografia assimétricos e simétricos, incluindo RSA, AES e ECDHE, para proteger de forma fiável a comunicação.

Pontos centrais

• SSL/TLS protege as ligações através de encriptação e autenticação.
• O Aperto de mão SSL/TLS define os parâmetros de segurança de uma sessão.
• Vem simétrico e assimétrico são utilizados métodos de encriptação.
• A utilização dos protocolos actuais, tais como TLS 1.3 aumenta significativamente a segurança.
• Configurações incorrectas estão entre as maiores fraquezas na prática.

Muitos factores entram em jogo, especialmente no que diz respeito à segurança. Uma ligação encriptada não só garante uma transmissão segura, mas também que a estação remota é realmente a que diz ser. Em projectos web profissionais, é frequentemente ignorado que uma configuração de servidor defeituosa pode deixar lacunas apesar do certificado. Por exemplo, versões de protocolo mais antigas, como o TLS 1.0, ou conjuntos de cifras inseguros podem ainda estar activados e, assim, pôr em risco toda a ligação. Também é importante rever regularmente o seu próprio conceito de segurança, uma vez que surgem novos cenários de ataque e os requisitos dos browsers e dos sistemas operativos estão em constante evolução.

Independentemente da dimensão de um projeto Web, a implementação correta do SSL/TLS é um pilar central do conceito de segurança. Os erros ou omissões não só podem ter consequências legais, como violações da proteção de dados, como também podem abalar permanentemente a confiança dos utilizadores e clientes. O cumprimento de normas comprovadas - por exemplo, a desativação de protocolos desactualizados e actualizações consistentes - é, por isso, fortemente recomendado por muitas associações industriais.

SSL e TLS: os princípios básicos da transmissão segura de dados

Os termos SSL (Secure Sockets Layer) e TLS (Transport Layer Security) referem-se a protocolos para proteger a comunicação através de redes. Embora o SSL tenha sido o primeiro a ser utilizado historicamente, o TLS é agora considerado o padrão - atualmente principalmente para TLS 1.3. Os sítios Web, as API, os servidores de correio eletrónico e até os serviços de mensagens utilizam esta tecnologia para encriptar e proteger os fluxos de dados. Os objectivos básicos são Confidencialidade, Autenticidade e Integridade.

Embora os "certificados SSL" ainda sejam frequentemente referidos, há muito que utilizam o protocolo TLS. Para os principiantes, por exemplo, instruções como Configurar certificados SSL a um preço favorávelpara obter uma visão geral inicial.

Na prática, a seleção de uma versão TLS adequada tem um grande impacto na segurança. Idealmente, os navegadores, os sistemas operativos e os servidores devem suportar, pelo menos, o TLS 1.2, mas a utilização do TLS 1.3 é ainda melhor. Para aplicações particularmente críticas - por exemplo, em transacções de pagamento ou dados de saúde sensíveis - é aconselhável configurar de forma ainda mais rigorosa e permitir apenas conjuntos de cifras absolutamente seguros. Outro aspeto é a utilização dos sistemas operativos e das versões de servidores Web mais recentes, uma vez que estes contêm actualizações de segurança que os sistemas mais antigos muitas vezes já não recebem.

Como funciona o SSL/TLS em pormenor

O chamado "handshake" SSL/TLS é a peça central de uma ligação segura. O cliente e o servidor negoceiam as condições de enquadramento técnico para a comunicação encriptada subsequente. Os protocolos suportados, os algoritmos comuns e a autenticação por certificado desempenham aqui um papel central. Após este processo, os dados efectivos são protegidos através de procedimentos simétricos. O processo aproximado pode ser apresentado de forma estruturada:

Etapa	Descrição
ClienteOlá	O cliente envia conjuntos de cifras e protocolos suportados
ServidorOlá	O servidor responde com a seleção e o certificado
Exame de certificado	O cliente valida o certificado e a autenticidade
Troca de chaves	É derivada uma chave de sessão comum
Transmissão de dados	Encriptação simétrica segura de todos os conteúdos

As implementações diferem consideravelmente consoante a versão do TLS. A partir do TLS 1.3, muitas cifras antigas que eram consideradas inseguras foram removidas do protocolo, incluindo RC4 e 3DES.

Para além do aperto de mão propriamente dito, o chamado Protocolo de registo TLS desempenha um papel decisivo. Segmenta e fragmenta os dados a transmitir em blocos geríveis e resume-os nos chamados registos TLS. Estes registos contêm informações sobre a verificação da integridade, a encriptação e o respetivo conteúdo dos dados. Isto assegura que cada mensagem individual no fluxo de dados está protegida e não é manipulada antes de chegar ao seu destino.

Durante este processo, é também importante verificar a validade do certificado. Para além da própria assinatura, o cliente verifica se o certificado ainda está dentro do seu período de validade e se uma Lista de Revogação de Certificados (CRL) ou o Protocolo de Estado de Certificados Online (OCSP) assinala uma revogação. Se estes passos de verificação forem ignorados, mesmo a melhor encriptação é inútil, pois o potencial de ataques, por exemplo através de certificados manipulados, pode aumentar imenso.

Que técnicas de encriptação são utilizadas?

O SSL/TLS combina vários métodos criptográficos num procedimento harmonizado. Dependendo da versão do protocolo e da configuração do servidor, diferentes técnicas podem estar activas em paralelo. Vou mostrar-lhe aqui os quatro componentes principais:

• Encriptação assimétrica: Para a troca segura da chave de sessão. Geralmente utilizados: RSA e ECDSA.
• Procedimento de troca de chaves: Por exemplo, o ECDHE, que garante "perfect forward secrecy".
• Encriptação simétrica: Após o aperto de mão, o AES ou ChaCha20 assume o controlo do tráfego de dados em curso.
• Hashing e MACs: Família SHA-2 (especialmente SHA-256) e HMAC para garantir a integridade dos dados.

A criptografia de curvas elípticas (ECC) está a tornar-se cada vez mais importante, especialmente para procedimentos assimétricos. Em comparação com o RSA clássico, as curvas elípticas são consideradas mais eficientes e requerem chaves mais curtas para uma segurança comparável. Consequentemente, é possível obter melhores tempos de latência, o que melhora significativamente a experiência do utilizador em ambientes Web de elevada frequência. Ao mesmo tempo, a troca de chaves com ECDHE (Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral) é uma pedra angular do Perfect Forward Secrecy, porque é criada uma chave temporária sempre que é estabelecida uma ligação, que não é reutilizada e, por conseguinte, permanece difícil de desencriptar posteriormente.

Para além da encriptação, não podemos esquecer que o SSL/TLS é também o Autenticidade é utilizado para a comunicação. O par de chaves ligado ao certificado do servidor garante que os navegadores ou outros clientes possam reconhecer sem margem para dúvidas se o servidor é o correto em termos de identidade. No entanto, para tal, é necessário que o certificado tenha sido emitido por uma autoridade de certificação (AC) fiável, que está armazenada nos repositórios de confiança comuns.

Simétrico vs. assimétrico: Porque é que ambos são necessários

Logo no início, as pessoas perguntam-se frequentemente por que razão o SSL/TLS combina duas técnicas de encriptação diferentes. A resposta está na combinação de Eficiência e Segurança. Enquanto os métodos assimétricos são seguros mas computacionalmente intensivos, os algoritmos simétricos ganham pontos pela velocidade. Por conseguinte, o SSL/TLS só utiliza a encriptação assimétrica durante o aperto de mão, ou seja, para a troca de certificados e o acordo de chaves.

Depois de a chave de sessão ter sido gerada com êxito, os dados do utilizador são transmitidos exclusivamente através de algoritmos simétricos. São particularmente comuns as variantes do AES com 128 ou 256 bits e o ChaCha20 , algoritmicamente mais simples, muitas vezes preferido para dispositivos móveis com capacidade de computação limitada.

Uma vantagem adicional desta dicotomia é a flexibilidade. Os investigadores e criadores de segurança podem testar ou implementar novos procedimentos simétricos ou assimétricos mais eficientes, independentemente uns dos outros. Isto significa que as futuras versões do protocolo podem ser adaptadas numa base modular sem pôr em causa toda a arquitetura. Se, por exemplo, uma parte dos algoritmos de criptografia puder ser atacada devido à descoberta de novas vulnerabilidades, essa parte pode ser substituída sem alterar todo o conceito. Na prática, isto mostra como as normas abertas são importantes para o SSL/TLS, de modo a adaptarem-se a novas ameaças.

Desenvolvimento: De SSL para TLS 1.3

Após as vulnerabilidades conhecidas das versões anteriores do SSL, como o SSL 2.0 ou o SSL 3.0, o TLS foi estabelecido como uma alternativa mais segura. O TLS 1.3 é a norma nos ambientes informáticos modernos. As melhorias decisivas incluem

• Aperto de mão simplificado para tempos de estabelecimento de ligação mais curtos
• Proibição de algoritmos inseguros, como SHA-1 ou RC4
• Obrigação de utilizar o Perfect Forward Secrecy

Estes avanços impedem que as comunicações armazenadas sejam desencriptadas retrospetivamente - um enorme ganho para a segurança dos dados a longo prazo.

O TLS 1.3 também oferece melhorias que protegem a privacidade. Por exemplo, o chamado SNI (Server Name Indication) não é necessariamente transmitido em texto simples para ligações encriptadas se forem implementados mecanismos adicionais. Isto torna mais difícil para os atacantes ou organizações de vigilância lerem os nomes de domínio utilizados para estabelecer a ligação. A redução das despesas gerais também beneficia os operadores de sítios Web, uma vez que as visualizações de páginas são, em geral, mais rápidas.

Outra melhoria é a opção de um aperto de mão de retoma RTT zero, que permite que uma chave de sessão previamente definida seja reutilizada para ligações subsequentes sem ter de reconstruir todo o processo a partir do zero. No entanto, isto também comporta riscos se os aspectos de segurança não forem corretamente observados - porque os ataques de repetição poderiam teoricamente ser construídos se a reconstrução não for corretamente implementada ou validada. No entanto, os benefícios para as ligações legítimas superam os riscos, especialmente em cenários de carga elevada, como as redes de distribuição de conteúdos ou as aplicações em tempo real.

Fontes de erros e enganos

Um equívoco comum: o SSL/TLS não é apenas relevante para os sítios Web. Protocolos como IMAP, SMTP ou FTP também são protegidos por encriptação TLS. Também pode ser utilizado para proteger pontos de extremidade de API e até aplicações Web internas. A Reencaminhamento HTTPS deve ser sempre configurado corretamente.

Armadilhas típicas na prática:

• Certificados expirados
• Conjuntos de cifras desactualizados nas configurações do servidor
• Certificados auto-assinados sem a confiança do navegador
• Redireccionamentos em falta para HTTPS

Outra questão importante é a integração correta dos certificados intermédios. Se estes não estiverem corretamente integrados na cadeia de certificados, podem dar origem a ligações inseguras ou inválidas, que os navegadores classificam como um risco. A implementação em ambientes de desenvolvimento e de teste também deve ser tão segura desde o início como no sistema de produção, de modo a evitar que configurações inseguras sejam adoptadas inadvertidamente.

Especialmente em ambientes altamente dinâmicos em que são utilizadas tecnologias de contentores, microsserviços ou arquitecturas sem servidor, mesmo pequenas configurações incorrectas podem ter consequências graves. Assim que vários componentes precisam de comunicar uns com os outros, é importante garantir que cada um destes componentes tem certificados válidos e um certificado de raiz fiável. Uma abordagem padronizada e automatizada para a gestão de certificados é uma vantagem decisiva aqui.

Requisitos para os fornecedores de alojamento

Um fornecedor de alojamento fiável suporta automaticamente as normas de encriptação actuais. A gestão de certificados, a renovação automática e as implementações padrão para TLS 1.3 são agora caraterísticas padrão. Um passo concreto para uma segurança simples é o Configurar um certificado Let's Encrypt - possível em apenas alguns minutos.

O suporte para redireccionamentos HTTPS e a opção de instalar ou integrar os seus próprios certificados também são importantes. Esta é a única forma de implementar requisitos personalizados - especialmente para lojas ou sistemas de login de clientes.

Nos últimos anos, muitos fornecedores de serviços de alojamento centraram-se fortemente no fornecimento de soluções de certificados automatizadas, de modo a que mesmo as pequenas e médias empresas sem conhecimentos profundos de tecnologia possam criar um ambiente seguro. A comodidade aumenta quando a renovação dos certificados é efectuada de forma totalmente automática em segundo plano e o operador já não tem de se preocupar com as datas de expiração.

No entanto, os clientes continuam a ser responsáveis pela manutenção das suas definições individuais. O facto de um fornecedor de alojamento oferecer TLS 1.3 não significa que o cliente o tenha efetivamente configurado ou que este protocolo esteja ativo para todos os subdomínios. Além disso, extensões como HTTP/2 ou HTTP/3 (QUIC) devem ser verificadas regularmente para aproveitar as vantagens em termos de velocidade e segurança. A monitorização também desempenha um papel importante: um bom fornecedor de alojamento permite uma monitorização em tempo real e alertas em caso de problemas de certificados ou de ligação, para que os utilizadores possam reagir rapidamente.

Segurança hoje e amanhã: O que vem depois do TLS 1.3?

O TLS 1.3 é atualmente considerado como uma plataforma altamente segura. No entanto, mesmo esta tecnologia não é completamente imune a ataques. Os futuros desenvolvimentos poderão centrar-se em métodos alternativos, como a criptografia pós-quântica resistente. Os projectos iniciais do TLS 1.4 têm como objetivo melhorar a compatibilidade, encurtar os "handshakes" e reduzir as latências. A alteração do algoritmo para hashes mais seguros, como o SHA-3, também desempenha um papel importante.

As autoridades de certificação digital estão também a fazer experiências com tecnologias de cadeia de blocos para uma maior transparência e fiabilidade dos certificados TLS. A tendência continua claramente na direção da automatização e da arquitetura de confiança zero - sem intervenção manual constante.

Um aspeto crucial deste desenvolvimento futuro será a forma como os organismos de normalização, as instituições de investigação e a indústria reagem em conjunto aos novos vectores de ataque. No que diz respeito aos computadores quânticos, muitos especialistas assumem que os actuais métodos RSA e ECC poderão ficar, pelo menos parcialmente, comprometidos nas próximas décadas. É aqui que a criptografia pós-quântica (PQC) entra em ação e desenvolve métodos que, de acordo com descobertas anteriores, são mais resistentes às possibilidades de um computador quântico. Por conseguinte, é concebível que, a longo prazo, surja uma versão do TLS que integre algoritmos PQC de forma modular, semelhante ao RSA e ao ECDSA actuais.

Além disso, a ordem e a transparência no sistema de certificados estão a tornar-se cada vez mais importantes. Uma outra perspetiva é a implementação consistente da Transparência dos Certificados (CT), em que todos os certificados recentemente emitidos são registados em registos públicos. Isto permite que os navegadores e os utilizadores reconheçam as falsificações numa fase inicial e controlem melhor a autenticidade dos certificados. Estes mecanismos aumentam a confiança do público e dificultam aos atacantes a utilização de certificados enganosamente genuínos mas fraudulentos.

O aspeto prático da encriptação e da autenticação também será simplificado em versões futuras. O objetivo é reduzir o esforço de configuração e, ao mesmo tempo, elevar o nível de segurança. No futuro, os fornecedores de alojamento poderão utilizar ainda mais intensamente as ferramentas automatizadas que mudam automaticamente para conjuntos de cifras mais fortes ou bloqueiam configurações problemáticas. Isto beneficiará sobretudo os utilizadores finais, que têm menos conhecimentos técnicos, mas que ainda assim querem uma segurança forte.

Resumo: SSL/TLS continua a ser indispensável

A combinação de encriptação assimétrica e simétrica faz do SSL/TLS um mecanismo de proteção extremamente eficaz para a comunicação digital. A troca de certificados, as chaves de sessão e o perfeito sigilo de encaminhamento impedem efetivamente que os fluxos de dados sejam lidos ou manipulados. Qualquer operador de sítio Web ou fornecedor que ofereça serviços de alojamento deve, por conseguinte, certificar-se de que dispõe de implementações testadas, de actualizações rápidas de certificados e de versões modernas de TLS.

A encriptação SSL moderna vai muito além dos sítios Web. Também protege APIs, e-mails e comunicações móveis. Sem o TLS, a confiança nas interações digitais diminuiria drasticamente, quer se tratasse de pagamentos, de carregamento de dados sensíveis ou de acesso a serviços em nuvem. Por isso, é ainda mais importante evitar que surjam lacunas.

De um modo geral, pode dizer-se que o panorama dos certificados e protocolos está em constante mudança e exige um elevado nível de prontidão para se adaptar. No entanto, através da substituição constante de tecnologias antigas e inseguras e da atualização com procedimentos novos e mais bem protegidos, o SSL/TLS continuará a ser um elemento central da segurança da Internet no futuro. Serviços de todos os tipos - desde lojas online e fornecedores de streaming a estações de trabalho remotas em empresas globais - dependem de ligações encriptadas e fiáveis. É precisamente esta procura que motiva os programadores, os investigadores de segurança e os fornecedores a continuar a melhorar o SSL/TLS e a responder aos desafios futuros numa fase precoce. À medida que a digitalização avança, podemos assumir com confiança que novas evoluções, como o TLS 1.4 ou algoritmos quânticos mais resistentes à temperatura, serão utilizadas dentro de alguns anos para garantir o mais alto nível de segurança.