简单记录下HTTPS中的SSL

Posted 2021-02-13 wangshen31

大概思路

大概思路是混合加密的方式，即对称加密方式混合非对称加密方式。

非对称加密会更加安全，功能也更强大，但他复杂而且速度慢。

对称加密速度快，但要保证这个公共密钥的正确性和真实性。

 

所以两者结合，在确定公共密钥的时候，采用非对称加密的方式来传递这个公共密钥，然后后面的交流的信息都用这个公共密钥来进行加密。

 

那又要怎么确定服务器的身份呢？如果是一个假的服务器，直接给了你一个假的公钥，那么一开始就错了啊。

这就要用到证书了，证书是这样的原理的，大概描述下：

　　1. 服务器把自己的公钥登陆到数字证书认证机构。

　　2. 数字认证机构呢，用自己的私钥向服务器的公开密码署数字签名并颁发公钥证书。

　　3. 要知道，数字认证机构早已经将自己的公钥植入到浏览器里面了，也就是浏览器有着可以解开数字证书的公钥。

　　3. 服务器发证书给客户端，然后客户端就可以通过自己内嵌的证书公钥解开这个证书，确定服务器的真实性并拿到服务器公钥。

 

 

三个特性

HTTPS是为了解决HTTP的三个缺点：

　　明文传输；

　　不验证加密方式；

　　无法确定报文的准确性。

 

对此HTTPS的三个特点是：

① 保密：在握手协议中定义了会话密钥后，所有的消息都被加密。

② 鉴别：可选的客户端认证，和强制的服务器端认证。

③ 完整性：传送的消息包括消息完整性检查（使用MAC）。

 

 

三个原理

握手协议（Handshake protocol）——emm可以理解成一起商量出一个迟点用来加密信息的公共密钥

记录协议（Record protocol）——客户机和服务机握手后就进入了这个记录协议，提供两个功能：

　　（1）保密性：使用握手协议定义的秘密密钥实现

　　（2）完整性：握手协议定义了MAC，用于保证消息完整性

警报协议（Alert protocol）——客户机和服务器发现错误时，向对方发送一个警报消息。如果是致命错误，则算法立即关闭SSL连接，双方还会先删除相关的会话号，秘密和密钥。每个警报消息共2个字节，第1个字节表示错误类型，如果是警报，则值为1，如果是致命错误，则值为2；第2个字节制定实际错误类型。

 

 

 

握手协议大致思路：

　　1.Client打招呼，叫做Client Hello，包含如下内容：

　　（1）客户端可以支持的SSL最高版本号

　　（2）一个用于生成主秘密的32字节的随机数。（等会介绍主秘密是什么）

　　（3）一个确定会话的会话ID。

　　（4）一个客户端可以支持的密码套件列表。

 

　　然后Sever也一个Server Hello来回应：

　　（1）一个SSL版本号。取客户端支持的最高版本号和服务端支持的最高版本号中的较低者。

　　（2）一个用于生成主秘密的32字节的随机数。（客户端一个、服务端一个）

　　（3）会话ID

　　（4）从客户端的密码套件列表中选择的一个密码套件

　　（5）从客户端的压缩方法的列表中选择的压缩方法

 

　　　　注意，这里已经生成了两个随机数了，然后现在Client知道了这些信息：

　　　　（1）SSL版本

　　　　（2）密钥交换、信息验证和加密算法

　　　　（3）压缩方法

　　　　（4）有关密钥生成的两个随机数。

 

这里是第一阶段结束

 

　　然后Server继续发东西，这里具体来讲就发这些：（注意这里都指的是Server发）

　　（a）证书：服务器将数字证书和到根CA整个链发给客户端，使客户端能用服务器证书中的服务器公钥认证服务器。
　　（b）服务器密钥交换（可选）：这里视密钥交换算法而定
　　（c）证书请求：服务端可能会要求客户自身进行验证。
　　（d）服务器握手完成：第二阶段的结束，第三阶段开始的信号——Server Hello Done

　　　简单的情况的话，其实就是上面Hello玩后，Server给客户端发了个证书，里面有服务器的公钥，然后客户端也可以根据这个证书证明服务器的身份，然后再发给Server Hello Done证明结束这里的交流。

 

这是第二阶段结束

 

　　然后客户端启动SSL握手第三阶段，下面是客户端可能发的：

　　（a）证书（可选）：为了对服务器证明自身，客户要发送一个证书信息，这是可选的，在IIS中可以配置强制客户端证书认证。

　　（b）客户机密钥交换（Pre-master-secret）：这里客户端将预备主密钥发送给服务端，注意这里会使用服务端的公钥进行加密。

　　（c）证书验证（可选），对预备秘密和随机数进行签名，证明拥有（a）证书的公钥。

　　简单的情况，其实就是又有一个随机数，叫做Pre-master-secret，这个东西会用上面从证书中拿到的服务器的公钥来加密后再发送。

 

然后第三阶段结束，下面是最后一个阶段。

 

 

 

然后握手成功之后，就用一起商量产生的公共密钥来“聊天”了，而公共密钥的算法就不细说了，大概就：

　　我们不是有三个随机数嘛，Client random，Server random还有个pre master secret，用这三个生成出一个公共密钥的样子。

 

 

参考文章：

《图解HTTP》，书没有的话可以看这篇文章——https://www.jianshu.com/p/4764825fb916——《HTTPS详解（读《图解HTTP》笔记）》

https://blog.csdn.net/shipfsh_sh/article/details/80419994——《SSL详解》