概述
在错综复杂的网络中，云与端通信时，信息安全大多是通过TLS(Transport Layer Security)协议来保证。TLS即传输层安全性协议，其前身是安全套接层（Secure Sockets Layer，缩写SSL）安全协议。使用TLS的目的是为车联网通信提供安全及数据完整性保障。
该协议由两部分组成: TLS记录协议(TLS Record)和 TLS握手协议(TLS Handshake)。
较低层为TLS记录协议,位于某个可靠TLS 记录协议的传输协议(例如 TCP)上面。目前普遍采用的方案都是TLS1.2，据了解，由于技术和成本的限制，目前还没有采用TLS1.3协议，不知在未来的信息安全技术选择上是否会有所改变。下面，让我们从技术角度对TLS1.2和TLS1.3进行细致分析。
TLS作用
- 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
- 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
- 配备身份证书，防止身份被冒充。
注：TLS 记录协议负责消息的压缩、加密以及数据的认证。
TLS位置
图1：TLS在通信链路中的位置
从图中可以看到，SSL/TSL层的加入，建立了一个安全连接（对传输的数据提供加密保护，可防止被中间人嗅探到可见的明文；通过对数据完整性的校验，防止传输数据被中间人修改）和一个可信的连接（对连接双方的实体提供身份认证）。
TLS1.2 握手
下面介绍一下，TLS 1.2协议的密钥交换流程及其缺点。
RSA密钥交换步骤如下：
- 1.client发起请求(Client Hello)。
- 2. server回复certificate。
- 3. client使用证书中的公钥，加密预主密钥，发给 server(Client Key Exchange)。
- 4. server 提取出预主密钥，计算主密钥，然后发送对称密钥加密的finished。
- 5. client计算主密钥，验证finished，验证成功后，发送ApplicationData了。
缺点：RSA密钥交换不是前向安全算法（私钥泄漏后，之前抓包的报文都能被解密）。
图2：TLS1.2的握手图解
注：图2是单向认证，TLS1.2是支持双向认证的。
TLS1.3 握手
相比TLS1.2，TLS 1.3 是按照以下方式优化握手的:
- 1. client发送请求(Client Hello),extension携带支持的椭圆曲线类型。且对每个自己支持的椭圆曲线类型计算公钥(POINT)。公钥放在extension中的keyshare中。
- 2. server回复Server Hello和certificate等;server选择的椭圆曲线参数,然后乘以椭圆曲线的base point得到公钥(POINT)。然后提取Client Hello中的key_share拓展中对应的公钥,计算主密钥。公钥(POINT)不再和之前的以协议一样放在Server Key Exchange中,而是放在Server Hello的key_share拓展中。client收到server的公钥(POINT)后计算主密钥。
图2：TLS1.3的握手图解
TLS 1.3 优点
- 支持 0-RTT 数据传输,在建立连接时节省了往返时间。
- 废弃了 3DES、RC4、AES-CBC 等加密组件,废弃了 SHA1、MD5 等哈希算法。
- ServerHello 之后的所有握手消息采取了加密操作,可见明文大大减少。
- 不再允许对加密报文进行压缩、不再允许双方发起重协商。
- DSA证书不再允许在3中使用,导致与TLS1.2不兼容。
- TLS 1.2 需要两次往返( 2-RTT )才能完成握手。
- TLS 1.3 协议只需要一次往返( 1-RTT )就可以完成握手，TLS 1.3有更快的访问速度。（注：使用 TLS 1.3 协议,可能会减少将近 100ms 的时间）
以上就是车联网众多节点中，云与端通信协议TLS1.2与TLS1.3的介绍。