图解HTTPS加密过程

Posted 2023-02-17 mbf330

文章目录

• HTTP
• HTTPS概念即组成
• SSL/TLS概念
• • SSL/TLS的运作流程
  • • 对称加密 / 非对称加密
    • HTTPS密钥协商
    • HTTPS中间人攻击劫持问题
    • • 远端服务器身份认证问题
      • 中间信息被篡改问题

HTTP

http在我之前的博客中已经有所讲解。敬请移步
Linux：了解HTTP协议

HTTPS概念即组成

HTTPS （全称：Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer），是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性。

HTTPS 在HTTP 的基础下加入SSL/TLS(Secure Sockets Layer 安全套接字协议；Transport Layer Security 传输层安全），TLS与SSL在传输层与应用层之间对网络连接进行加密。

HTTPS 存在不同于 HTTP 的默认端口及一个加密/身份验证层（在 HTTP与 TCP 之间）。

SSL/TLS概念

SSL(Secure Socket Layer 安全套接层)是基于HTTPS下的一个协议加密层，最初是由网景公司（Netscape）研发，后被IETF（The Internet Engineering Task Force - 互联网工程任务组）标准化后更名为TSL。

TSL/SSL对用户最重要的意义是加密以及解密！

我们知道，在OSI参考模型中，将网络通信的工作分为七层物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。通常将上三层统称为应用层，下两层称为网络接口层。

应用层的代表性协议有HTTP和HTTPS，而HTTPS拥有特殊的一层处于应用层与传输层中间。

SSL/TSL处于应用层与传输层中间。

SSL/TLS的运作流程

TLS/SSL对用户最重要的意义是加密以及解密。接下来详谈加密以及解密的工作流程。

在了解加密解密的工作流程前，还需要明确几组概念

对称加密 / 非对称加密

对称加密：对称加密指的就是加密和解密使用同一个秘钥，所以叫做对称加密。对称加密只有一个秘钥，作为私钥。

非对称加密：加密和解密使用不同的秘钥，一把作为公开的公钥，另一把作为私钥。公钥加密的信息，只有私钥才能解密。私钥加密的信息，只有公钥才能解密。 私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。

了解这样一组概念之后，进入正题，第一个重要的概念为

HTTPS密钥协商

该过程使用对称加密与非对称加密两种方法结合，从而保证数据的安全。

服务器端（server）与客户端（client）各拥有一个对称密钥进行加密解密，同时server端拥有一个非对称私钥，server端会把非对称公钥发送给client端，client使用这个非对称公钥对对称密钥进行加密，之后将加密后的对称密钥发送给server端，server端使用非对称私钥对其进行解密。

HTTPS密钥协商过程

Q：既然非对称加密很安全，为何不直接使用非对称加密？
A：非对称加密算法一般比较复杂，对称加密算法简单；如果使用非对称加密对所有数据加密解密，会消耗远远超出组合使用来加密解密的时间。
一个字：快！！！

HTTPS中间人攻击劫持问题

通俗地讲，就是一个黑客通过私自搭建的服务器攻击用户的电脑。

本来client直接向server请求数据；而现在多了一个中间服务器，黑客可以将client从server获取的非对称公钥替换成黑客公钥，再获得client的端口，之后client发送数据就会经过中间服务器，中间服务器便可轻易获得client端的数据。

当然，我们要保证客户端的安全客户端，因此需要对远端服务器进行身份认证；以及防止中间信息被篡改问题

远端服务器身份认证问题

在合法服务器进行建站时，官方公正部门会颁发证书（我国叫做ca证书），包含server公钥，权威信息(以数据签名方式呈现)等；client绕过中间人内置证书信息；在client发起请求时会先请求ca证书，然后对其进行解密，与内置证书信息进行对比；若相同则服务器身份认证成功，否则失败。

远端服务器身份认证

中间信息被篡改问题

哈希算法中的开散列方法，将文本转为定长的字符序列；称为数据摘要。这种方法可以保证微小区别的文本所形成的数据摘要是不同的。

client向server端发送数据时（加密后的对称密钥等），会对数据形成数据摘要，同时会将数据摘要进行密钥加密，加密的数据摘要叫做数据签名（指纹）。数据签名时不能轻易被破解的。
server端拿到数据之后，也会对数据生成数据摘要再生成数据签名，然后与client端发送来的数据签名进行对比，如果不同，就说明数据是被篡改过的，便不做处理。