TLS ও HTTPS

গল্পে বুঝি

ইবনে সিনা শহরের বাইরে থাকা এক গয়নার দোকানে গোপনে অর্ডার পাঠাতে চায়, কিন্তু চিঠিটা নিয়ে যাবে এমন এক কুরিয়ার যাকে সে চেনে না, বিশ্বাসও করে না। প্রথম সমস্যা — যে দোকানে চিঠি যাচ্ছে সেটা কি আসল দোকান, নাকি মাঝপথে কেউ নকল দোকান সাজিয়ে বসে আছে? তাই ইবনে সিনা চিঠি দেওয়ার আগে দোকানের কাছে একটা সিল-করা পরিচয়পত্র চায়। সেই পরিচয়পত্রে শহরের সবার বিশ্বাসী এক নোটারির স্ট্যাম্প বসানো — যে নোটারিকে ইবনে সিনা আগে থেকেই চেনে ও মানে। স্ট্যাম্পটা মিলে গেলে ইবনে সিনা নিশ্চিত হয়, এটা আসলেই সেই দোকান, ছদ্মবেশী কেউ নয়।

পরিচয় নিশ্চিত হওয়ার পর ইবনে সিনা আর দোকান মিলে একটা তালার গোপন কম্বিনেশন ঠিক করে নেয় — এমন চালাকিভাবে যে কুরিয়ার দুই পাশের কথা শুনেও কম্বিনেশনটা বুঝতে পারে না। এরপর থেকে ইবনে সিনা যা-ই পাঠায়, একটা তালাবদ্ধ বাক্সে ভরে পাঠায়, যে বাক্স শুধু এই দুজনেই খুলতে পারে। কুরিয়ার বাক্সটা বয়ে নিয়ে যায় ঠিকই, কিন্তু ভেতরে কী আছে পড়তেও পারে না, চুপিচুপি বদলেও দিতে পারে না — বদলালে তালা মেলে না, ধরা পড়ে যায়।

এই গল্পটাই আসলে TLS/HTTPS। দোকানের সিল-করা পরিচয়পত্র হলো certificate, আর সবার বিশ্বাসী নোটারি হলো CA — এই certificate সাইন করা থাকে বলেই ব্রাউজার নিশ্চিত হয় সে আসল সার্ভারের সাথেই কথা বলছে (authentication)। তালার গোপন কম্বিনেশন গোপনে ঠিক করাটাই handshake আর key exchange — যেখানে দুই পক্ষ একটা shared secret বানায় কিন্তু তারের ওপর দিয়ে সেটা পাঠায় না। আর তালাবদ্ধ বাক্সে সব পাঠানোটাই encryption ও integrity — মাঝের কেউ পড়তে বা বদলাতে পারে না। বাস্তবে যখন কোনো সাইট HTTPS-এ চলে, ব্রাউজারের অ্যাড্রেস বারে যে ছোট্ট padlock আইকনটা দেখেন — সেটাই বলে দেয় এই পুরো ব্যবস্থাটা চালু আছে।

TLS আসলে কী করে

TLS (Transport Layer Security) তিনটি জিনিস নিশ্চিত করে:

1. Confidentiality — ডেটা এনক্রিপ্টেড; আড়ি পাতা লোকজন শুধু আবোলতাবোল দেখে
2. Integrity — ট্রানজিটে ডেটা বদলানো হলে সেটা ধরা পড়বেই
3. Authentication — আপনি আসল সার্ভারের সাথেই কথা বলছেন, কোনো ছদ্মবেশীর সাথে নয়

HTTPS আসলে TLS-এর উপর দিয়ে চলা HTTP ছাড়া কিছুই না। S মানে হলো কোনো HTTP ডেটা পাঠানোর আগেই আপনার ব্রাউজার একটা TLS কানেকশন তৈরি করেছে।

TLS 1.3 হ্যান্ডশেক

TLS 1.3 হ্যান্ডশেককে 2 round-trip (TLS 1.2) থেকে কমিয়ে মাত্র 1-এ নিয়ে এসেছে:

// TLS 1.3 Handshake (simplified)

// 1. Client Hello
//    Client → Server:
//    - Supported cipher suites
//    - Client's key share (Diffie-Hellman public key)
//    - SNI (Server Name Indication — which domain)

// 2. Server Hello + Encrypted Extensions
//    Server → Client:
//    - Chosen cipher suite
//    - Server's key share
//    - Certificate + signature
//    - Finished (verification)

// 3. Client Finished
//    Client → Server:
//    - Finished (verification)
//    - Application data can now flow!

interface TLSClientHello {
	supportedVersions: ['TLS 1.3'];
	cipherSuites: string[];
	keyShare: {
		group: 'x25519' | 'secp256r1';
		publicKey: Uint8Array;
	};
	sni: string; // "api.example.com"
}

সার্টিফিকেট আর ট্রাস্ট

আপনার ব্রাউজার কীভাবে জানে যে সে আসলেই google.com-এর সাথে কথা বলছে?

Certificate chain:

1. Google-এর সার্ভার একটা certificate দেখায় যেটা কোনো Certificate Authority (CA) সাইন করেছে
2. সেই CA-এর certificate আবার একটা root CA সাইন করে
3. Root CA certificate গুলো আগে থেকেই আপনার ব্রাউজার/OS-এ ইনস্টল করা থাকে (এটাই trust store)

interface X509Certificate {
	subject: string; // "*.google.com"
	issuer: string; // "Google Trust Services"
	validFrom: Date;
	validTo: Date;
	publicKey: Uint8Array;
	signature: Uint8Array; // signed by issuer's private key
	extensions: {
		subjectAltNames: string[]; // domains this cert covers
		keyUsage: string[];
	};
}

function verifyCertChain(certs: X509Certificate[]): boolean {
	for (let i = 0; i < certs.length - 1; i++) {
		const cert = certs[i];
		const issuer = certs[i + 1];

		// Verify signature
		if (!verifySignature(cert, issuer.publicKey)) return false;

		// Check expiration
		if (cert.validTo < new Date()) return false;

		// Check issuer matches
		if (cert.issuer !== issuer.subject) return false;
	}

	// Last cert must be in trust store
	return trustStore.has(certs[certs.length - 1]);
}

Key Exchange: Diffie-Hellman

TLS একটা shared secret বানাতে Diffie-Hellman ব্যবহার করে, অথচ সেটা কখনো তারের ওপর দিয়ে পাঠায় না। কেউ যদি পুরো ট্রাফিক রেকর্ডও করে ফেলে, তবুও সে key বের করতে পারবে না।

// Simplified Diffie-Hellman concept
// Both sides generate a key pair, exchange public keys,
// and independently derive the same shared secret

// Client: privateA, publicA = generate()
// Server: privateB, publicB = generate()

// Client sends publicA → Server
// Server sends publicB → Client

// Client computes: sharedSecret = combine(privateA, publicB)
// Server computes: sharedSecret = combine(privateB, publicA)
// Both get the same sharedSecret!

// An eavesdropper sees publicA and publicB
// but can't derive sharedSecret without a private key

সাধারণ TLS সমস্যা

// Certificate pinning — extra security for mobile apps
const PINNED_HASHES = ['sha256/YLh1dUR9y6Kja30RrAn7JKnbQG/uEtLMkBgFF2Fuihg='];

function verifyPin(cert: X509Certificate): boolean {
	const hash = sha256(cert.publicKey);
	return PINNED_HASHES.includes(`sha256/${base64(hash)}`);
}

// Mixed content — loading HTTP resources on HTTPS page
// Browser blocks this to prevent downgrade attacks
// Always use HTTPS for everything

// HSTS — tell browsers to always use HTTPS
// Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains

মূল কথাগুলো

1. TLS এনক্রিপশন, integrity আর authentication দেয় — তিনটাই গুরুত্বপূর্ণ
2. TLS 1.3 হলো 1 round-trip — TLS 1.2-এর চেয়ে অনেক বেশি দ্রুত
3. Certificate গুলো একটা chain of trust তৈরি করে যা আগে থেকে ইনস্টল করা root CA পর্যন্ত পৌঁছায়
4. Diffie-Hellman key exchange shared secret বানায় সেটা তারের ওপর দিয়ে না পাঠিয়েই
5. Perfect Forward Secrecy মানে আজকের key ফাঁস হলেও গতকালের ট্রাফিক ফাঁস হয় না