用户在开放场所普遍使用公共WiFi来满足电子商务和社交娱乐等应用需求。TLS安全协议被用来保证应用间的通信安全,为这些涉及用户隐私的敏感操作提供安全防护。但是公共WiFi的开放特性使得攻击者极易通过搭建恶意接入点来诱导用户接入,利用用户的信任在TLS连接中替换服务器证书,冒充通信双方合法身份,从而成功实施TLS中间人攻击(TLS Man-in-the-Middle)。将客户端与服务器认证过程以加密的形式结合起来,本文提出抗中间人攻击的TLS安全增强机制(TLSsem)来检测与防御中间人攻击。TLSsem通过预绑定与证书验证实现TLS双向认证,有效地检测中间人攻击。在预绑定过程中,服务器利用RSA算法来为用户签发预共享身份凭证。在之后的证书验证过程中,通信双方在利用该身份凭证实现双向认证的同时,检测服务器证书是否被攻击者所替换,从而确定中间人攻击的存在。此外,利用基于端口跳变的动态防御策略来对中间人攻击进行主动防御。端口跳变为当前TLS连接随机生成新的可靠端口,从根本上绕开中间人攻击者对通信数据的拦截。在真实的无线网络环境下,本文通过一系列详细的实验来验证TLSsem的有效性。实验结果显示,在不引入第三方以及过度负载的情况下,该机制能显著提高公共WiFi下TLS无线通信安全。综上所述,针对公共WiFi下所存在的中间人攻击,本文设计并实现了基于攻击检测与主动防御的TLS安全增强机制。该机制实现了通信双方的身份验证,满足了用户在不可靠的公共WiFi环境下的网络接入需求,为开放网络环境下的TLS无线通信提供了新的安全解决方案。