(科普) 白话HTTPS

Posted 2021-04-30 Java知音

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• HTTPS是传输协议吗？

• HTTPS与HTTP有什么关系？

• HTTPS为什么会安全？

闲扯一下

Mac笔记本、Windows台式机、Linux主机。像这三种类型，它们硬件不同，系统不同，服务端处理的编程语言不同。它们之间却可以在网络的世界了自由联通。靠的是什么呢？

HTTPS是传输协议吗？

目前常见的应用层协议

好像没有看到HTTPS啊？
没错，HTTPS并非TCP/IP协议族中的一员，它其实是HTTP协议+SSL协议的组合体，是披着SSL外衣的HTTP。

HTTPS与HTTP有什么关系？

HTTP实现的功能：一种机制简单（这也是从早期众多传输协议中走出来的原因）的超文本传输协议，为客户端和服务器通信服务，是处在TCP/IP协议族中的应用层协议。

HTTP在发送请求时，采用四层架构。

应用层：提供多种应用服务，如：HTTP FTP DNS等，可以直接提供给开发者使用。

传输层：网络间数据的传输，如：TCP TDP，报文数据分割打包成帧

数据链路层：处理链接网络的硬件部分，如：网络适配器，硬件驱动，操作系统，光纤。

HTTP请求过程中的重要概念！

1.数据包在网络层怎么走的呢？

2.TCP通讯三次握手

• 客户端先发送一个SYN(synchronize)

• 服务端收到后，返回一个SYN(synchronize)/ACK（acknowledgement）

• 客户端发送一个ACK（acknowledgement）

3.DNS域名解析服务：在浏览器输入url后，点击enter。

4.HTTP与HTTPS通信的区别

只是在应用层与传输层之间添加了一个SSL层

HTTPS为什么会安全？

既然HTTPS是披着SSL外衣的HTTP，那SSL是什么呢？

SSL是安全套接字层，是目前比较成熟的提供可靠数据传输的安全协议。SSL可以提供证书认证，数据加密，完整性保护等保护性策略。

数据加密原理

SSL采用的加密策略是：非对此加密+对称加密的混合加密方式

• 对成加密：单纯的对称加密，加密解密的效率高，但是在客户端于服务端共享密钥时，容易被中间劫持泄露，不够安全

• 非对称加密：是新一代加密方案，加密解密销量低，但是可以实现密钥的安全传输，想通过公钥解出私钥难道极大，基本不可能。

最中采用在第一次交换共享密钥时，使用非对称加密。然后用共享密钥加密。这样既避免了密钥被劫持，又保证了效率

数据完整性策略

采用报文摘要的策略，防止报文主题被修改。
在报文发送前，先通过md5-base64加密，得到一个报文主体的摘要，把这个摘要放到请求首部中，等服务器收到信息，采用同样的算法，加密报文主体，根据得到的结果是否和报文摘要一致来判断数据的完整性。

SSL和TLS的关系

目前常见的加密协议有两个SSL3.0和TLS1.0，它们之间有什么区别呢？

• SSL（Secure Socket Layer）：是有浏览器开发商网景通信公司发起并开发到了SSL3.0版本

• TLS（Transport Layer Security）：后面主导权移交给了IETF组织，他们在SSL3.0基础上开发了 TLS一系列版本。它们是“父子”关系。

HTTPS协议安全通信步骤

HTTPS协议安全通信步骤中有三个主角元素：客户端，服务器，第三方可信任的证书颁发机构。

过程如下：

1. 服务器的运维人员向“第三方可信任的证书颁发机构”提供公司的有效信息+公钥。

2. “第三方可信任的证书颁发机构”认证公司有效，就用“第三方可信任的证书颁发机构”的私钥给服务器的公钥签名，然后创建一个证书，证书中加入了公钥+公钥签名结果，发给服务器。服务器运营人员需要支付一定的费用。

3. 客服端安装浏览器，浏览器内部内置了“第三方可信任的证书颁发机构”的根证书，里面包含了“第三方可信任的证书颁发机构”的公钥信息
   //正式开始SSL通信

4. 客户端发送请求给ClientHello到服务器，请求报文中包含客户端支持的SSL指定版本号，加密组件列表（使用的加密算法和密钥长度）

5. 服务端收到请求后，也回发生个ClientHello回应，里面包含了使用的SSL版本和加密组件（该加密组件是从客户端发生的列表中筛选出来的）

6. 紧接着服务器发生证书报文（Certificate），将服务器申请的公钥证书传给客户端

7. 然后服务器发生一个Server Hello Done报文给客户端，表示初期阶段的SSL握手协商结束。

8. 客户端收到服务器发来的公钥证书后，拿本地存储的第三方机构根证书中的公钥对证书中的签名信息解密，如果解密的结构同证书中的原始服务器公钥信息一样，证明服务器可信。

9. 接着客户端在本地生成一个随机密码字符串。用服务器的公钥加密这个字符串，将得到的结果传递给服务器器。

10. 然后客户端再发送一个Change Cipher Spec报文（修改加密规则说明）给服务器，告诉服务器下面的通信将采用刚才的随机密码字符串作为加密密钥。

11. 最后客户端发生一个Finish报文，报文中包含了从连接到现在所有报文的整体校验码，上面一系列的握手协商是否能最后成功，就看服务器能否正确解密这个Finish报文了。

12. 服务器正确解密后，也发送个Change Cipher Spec报文（修改加密规则说明）给客户端。

13. 最后服务端也发送个Finish报文让客户端解密验证。

14. 等客户端、服务器两者的Finished报文都正常交换后，SSL连接算是正式建立完成。下面的通信就会受到SSL的加密保护。

15. 现在客户端就可以安全的给服务器发送简单的应用层协议（http）了，并得到受保护的响应

16. 最后通讯完成，由客户端发送close_notify报文，通知服务器断开链接。

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