CloudFlare最近宣佈其網絡時間安全（Network Time Security，NTS）協議發佈第一個主要版本。該版本構建在他們之前發佈的time.cloudflare.com之上，這是其免費的時間服務，支持網絡時間協議（Network Time Protocol，NTP）和NTS。
CloudFlare的免費時間服務time.cloudflare.com，同時支持NTP和正在興起的NTS協議。但是，在它發佈的時候，並沒有太多可用的NTS客戶端。隨着他們的新CFNTS項目的發佈，CloudFlare希望能夠鼓勵NTS協議的廣泛採用。NTPSec最近發佈了對NTS的支持。
如果你組合使用time.cloudflare.com和NTPsec或者它們的新CFNTS項目的話，CloudFlare推薦啓用NTS。他們還提到daemon需要支持TLS 1.3。
NTS是由兩個子協議形成的套件。第一個是網絡時間安全祕鑰交換（Network Time Security Key Exchange，NTS-KE）。該協議負責祕鑰材料的創建，並且負責與第二個協議NTPv4的參數協商。NTPv4是當前版本的NTP協議，允許客戶端與遠程的服務器同步時間。
CloudFlare的加密工程師Watson Ladd和軟件工程師Pop Chunhapanya這樣說到：
爲了維護NTPv4的可擴展性，很重要的一點就是服務器不維護每個客戶端的狀態。一個很小的服務器就能爲數百萬個NTP客戶端提供服務。在提供安全性的同時又能保證這種屬性是通過cookie來實現的，cookie由服務器提供給客戶端並且包含了服務器的狀態。
爲了在第一階段完成這一點，客戶端需要發送一個請求給NTS-KE 服務器並通過TLS獲取一個響應。在這個階段，涉及到多個功能：
- 協商在第二階段使用的AEAD算法；
- 協商第二個協議（目前，標準只定義了NTS如何與NTPv4協作）；
- 協商NTP服務器的IP地址和端口；
- 創建第二階段使用的cookie；
- 從TLS會話創建兩個對稱祕鑰（C2S和S2C）。
在第二階段，客戶端現在可以安全地與協商過的NTP服務器同步它們的時鐘。爲了確保安全完成，客戶端會發送帶有四個擴展的NTPv4包。第一個擴展爲唯一的標識符擴展，包含了用於防止重播攻擊的隨機nonce。第二個擴展是NTS cookie擴展，它會爲客戶端提供兩個cookies中的某一個。因爲只有客戶端記得兩個AEAD祕鑰（C2S和S2C），所以服務器端需要這個cookie來提取祕鑰。每個cookie中包含了祕鑰，這些祕鑰由服務器端所持有的祕鑰進行了加密。
第三個擴展是NTS cookie佔位符擴展，這是客戶端發送給服務端的一個信號，用來請求額外的cookie。之所以需要它是爲了確保響應不會比請求明顯長太多，以避免放大攻擊（amplification attacks）。最後一個擴展是NTS認證器和加密擴展字段的擴展，它包含AEAD算法的一個密文，以C2S作爲密鑰，NTP頭信息、時間戳和所有上述的擴展作爲相關的數據。我們需要此頭信息來防止時間戳仿造。
按照Ladd和Chunhapanya所述：
第二次握手可以重複很多次，而不會回到第一個階段，因爲每個請求和響應都會給客戶端一個新的cookie。因此，TLS中昂貴的公鑰操作被分攤到大量請求中。
團隊決定使用Rust來實現他們的服務，這與他們通常所選擇的Go語言有所不同。正如作者們所指出的，他們決定使用Rust是因爲“在響應NTP包的過程中垃圾收集暫停將會對精確性產生負面影響”。他們還指出，Rust的內存安全性、不可爲空性、線程安全性、不可變性和錯誤處理的特性是他們做出選擇時的主要考慮因素。
隨着這個版本的發佈，CloudFlare已經將他們的時間服務添加到公共NTP池中。NTP池是一個由志願者維護的服務，它在世界範圍內提供NTP服務器。然而，他們注意到NTS在池模型中不能很好地運行。爲了獲得最佳的安全性，CloudFlare建議啓用NTS並使用time.cloudflare.com或其他支持NTS的服務器。
CFNTS服務已經基於2-Clause BSD許可證開源。CloudFlare希望他們的解決方案能夠讓更多的客戶在未來支持NTS。目前，他們正在積極地尋求對代碼庫的貢獻。
原文鏈接：
CloudFlare Releases Open Source Implementation of Network Time Security Protocol