3. Protokollüberblick (Protocol Overview)

QUIC [QUIC-TRANSPORT] ist für den Schutz der Vertraulichkeit und Integrität von Paketen verantwortlich. Dazu verwendet es Schlüssel, die aus dem TLS-Handshake [TLS13] abgeleitet werden, aber im Gegensatz zu TLS über TCP werden TLS-Handshake- und Alert-Nachrichten direkt von der QUIC-Transportschicht getragen, die die Rolle der TLS-Datensatzschicht übernimmt, wie in Abbildung 3 dargestellt.

+--------------+--------------+ +-------------+
|     TLS      |     TLS      | |    QUIC     |
|  Handshake   |    Alert     | | Application |
|              |              | |  (h3, etc.) |
+--------------+--------------+-+-------------+
|                                             |
|           QUIC-Transportschicht             |
|   (Streams, Zuverlässigkeit, Congestion)    |
|                                             |
+---------------------------------------------+
|                                             |
|         QUIC-Paketschutz                    |
|                                             |
+---------------------------------------------+

Abbildung 3: QUIC-Schichten

QUIC verlässt sich auch auf TLS für die Authentifizierung und Aushandlung von Parametern, die für Sicherheit und Leistung kritisch sind.

Diese beiden Protokolle sind nicht streng geschichtet, sondern kooperieren: QUIC verwendet den TLS-Handshake; TLS verwendet die Zuverlässigkeit, geordnete Lieferung und Datensatzschicht, die von QUIC bereitgestellt werden.

Auf hoher Ebene gibt es zwei Hauptinteraktionen zwischen den TLS- und QUIC-Komponenten:

• Die TLS-Komponente sendet und empfängt Nachrichten über die QUIC-Komponente, wobei QUIC TLS eine zuverlässige Stream-Abstraktion bietet.

• Die TLS-Komponente stellt der QUIC-Komponente eine Reihe von Updates bereit, einschließlich (a) neuer zu installierender Paketschutzschlüssel und (b) Statusänderungen wie Handshake-Abschluss, Serverzertifikat usw.

Abbildung 4 zeigt diese Interaktionen detaillierter, wobei der QUIC-Paketschutz besonders hervorgehoben wird.

+------------+                               +------------+
|            |<--- Handshake-Nachrichten ---->|            |
|            |<-- Parameter überprüfen ------>|            |
|            |<--------- 0-RTT-Schlüssel ----|            |
|    QUIC    |<------- Handshake-Schlüssel ---|    TLS     |
|            |<--------- 1-RTT-Schlüssel ----|            |
|            |<---- Handshake abgeschlossen --|            |
+------------+                               +------------+
 |         ^
 | Schützen| Geschützte
 v         | Pakete
+------------+
|   QUIC     |
|  Paket-    |
|  schutz    |
+------------+

Abbildung 4: QUIC- und TLS-Interaktionen

Im Gegensatz zu TLS über TCP senden QUIC-Anwendungen, die Daten senden möchten, diese nicht mit TLS-Anwendungsdatensätzen. Stattdessen senden sie sie als QUIC-STREAM-Frames oder andere Frametypen, die dann in QUIC-Paketen transportiert werden.

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