O TLS utiliza um processo de handshake para negociar algoritmos de criptografia, autenticar o servidor por meio de certificado digital e estabelecer chaves de sessão simétricas para cifrar os dados transmitidos.

O SSL 3.0 e o TLS 1.0 são considerados vulneráveis – afetados por ataques como POODLE e BEAST, respectivamente – e foram formalmente depreciados pelas RFCs 7568 e 8996 do IETF.

O TLS 1.3 eliminou algoritmos criptográficos considerados inseguros – como RC4, DES e 3DES – e simplificou o handshake em relação ao TLS 1.2, reduzindo a latência de estabelecimento de conexão de 2-RTT para 1-RTT.

O SNI (Server Name Indication) é uma extensão do TLS que permite ao cliente informar o nome do host solicitado durante o handshake, possibilitando que um único endereço IP hospede múltiplos certificados TLS.

O certificado digital utilizado no protocolo TLS garante autenticação bidirecional (mútua) mandatória entre cliente e servidor em implementações padronizadas do protocolo, sendo o certificado do cliente verificado pelo servidor antes do estabelecimento de qualquer conexão TLS.