网络安全HTTPS为什么比较安全

Posted 2020-11-30 54chensongxia

目录

• HTTP和HTTPS简介
• SSL协议
  • SSL协议的主要功能
  • SSL协议加密数据的原理
  • 用户和服务器的认证流程
• TLS
• 参考

HTTP和HTTPS简介

1. HTTP协议为什么是不安全的

http协议属于明文传输协议，交互过程以及数据传输都没有进行加密，通信双方也没有进行任何认证，通信过程非常容易遭遇劫持、监听、篡改，严重情况下，会造成恶意的流量劫持等问题，甚至造成个人隐私泄露（比如银行卡卡号和密码泄露）等严重的安全问题。

可以把http通信比喻成寄送信件一样，A给B寄信，信件在寄送过程中，会经过很多的邮递员之手，他们可以拆开信读取里面的内容（因为http是明文传输的）。A的信件里面的任何内容（包括各类账号和密码）都会被轻易窃取。除此之外，邮递员们还可以伪造或者修改信件的内容，导致B接收到的信件内容是假的。

比如常见的，在http通信过程中，“中间人”将广告链接嵌入到服务器发给用户的http报文里，导致用户界面出现很多不良链接； 或者是修改用户的请求头URL，导致用户的请求被劫持到另外一个网站，用户的请求永远到不了真正的服务器。这些都会导致用户得不到正确的服务，甚至是损失惨重。

2. HTTPS如何保证安全

我们都知道HTTPS是安全的HTTP，那么HTTPS是如何保证通信过程的安全的呢？

如果服务器给客户端的消息是密文的，只有服务器和客户端才能读懂，就可以保证数据的保密性。同时，在交换数据之前，验证一下对方的合法身份，就可以保证通信双方的安全。（和我们平时开发中RSA加签验签，加密解密的过程比较像）。HTTPS就是利用了类似的原理来保证通信的安全性。下面我们来看下具体的实现流程。

SSL协议

HTTPS实现安全通信的基础是SSL协议。

SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字层），为Netscape所研发，用以保障在Internet上数据传输之安全，利用数据加密(Encryption)技术，可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取。当前版本为3.0。它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输。

SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层： SSL记录协议（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的传输协议（如TCP）之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。

SSL协议的主要功能

• 认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；
• 加密数据以防止数据中途被窃取；
• 维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。

下面我们就具体来看看SSL协议是怎么来实现上面三个功能的。

SSL协议加密数据的原理

上面提到SSL协议会把通信的报文进行加密，那么服务器把数据加密后，客户端如何读懂这些数据呢？服务器必须要把加密的密钥（SSL中报文加密使用了对称加密技术，比如DES，3DES，AES等）告诉客户端，客户端才能利用对称密钥解开密文的内容。但是，服务器如果将这个对称密钥以明文的方式给客户端，还是会被中间人截获，中间人也会知道对称密钥，依然无法保证通信的保密性。但是，如果服务器以密文的方式将对称密钥发给客户端，客户端又如何解开这个密文，得到其中的对称密钥呢？下面请看SSL的骚操作。

用户和服务器的认证流程

1. 中间人劫持

上面的加密流程似乎很完美，也的确能将报文加密传输，但是这种方式还是不能抵御"中间人接触"。三次握手或者客户端发起HTTP请求过程中，客户端的请求被中间人劫持，那么中间人就可以伪装成“假冒客户端”和服务器通信：

中间人在收到服务器发送给客户端的公钥（这里是“正确的公钥”）后，并没有发给客户端，而是中间人将自己的公钥（这里中间人也会有一对公钥和私钥，这里称呼为“伪造公钥”）发给客户端。之后，客户端把对称密钥用这个“伪造公钥”加密后，发送过程中经过了中间人，中间人就可以用自己的私钥解密数据并拿到对称密钥，此时中间人再把对称密钥用“正确的公钥”加密发回给服务器。此时，客户端、中间人、服务器都拥有了一样的对称密钥，后续客户端和服务器的所有加密数据，中间人都可以通过对称密钥解密出来。

为了解决此问题，我们引入了数字证书的概念。服务器首先生成公私钥，将公钥提供给相关机构（CA），CA将公钥放入数字证书并将数字证书颁布给服务器，此时服务器就不是简单的把公钥给客户端，而是给客户端一个数字证书，数字证书中加入了一些数字签名的机制，保证了数字证书一定是服务器给客户端的。中间人发送的伪造证书，不能够获得CA的认证，此时，客户端和服务器就知道通信被劫持了。

1. CA证书简介

数字证书就是通过数字签名实现的数字化的证书，证书颁发时会包括证书的内容和证书的签名。我们验证证书是否被篡改的方法是：通过对证书的内容加签名，然后将获得的签名和随证书一同发布的签名做对比，如果两者一致那么证书没有被篡改。

数字证书也有很多的签发机构，不同的签发机构签发的证书，用途也是不一样的，比如ios开发中，使用到的ipa文件签名证书，需要到苹果申请。而在Web访问中为了防止Web内容在网络中安全传输，需要用到的SSL证书则需要向几家公认的机构签发。这些签发机构统称为CA（Certificate Authority）。

数字证书的一般功能如下：

• 身份授权：确保浏览器访问的网站是经过CA验证的可信任的网站。

• 分发公钥：每个数字证书都包含了注册者生成的公钥（验证确保是合法的，非伪造的公钥）。在SSL握手时会通过certificate消息传输给客户端。

• 验证证书合法性：客户端接收到数字证书后，会对证书合法性进行验证。只有验证通过后的证书，才能够进行后续通信过程。

TLS

TLS：(Transport Layer Security，传输层安全协议)，用于两个应用程序之间提供保密性和数据完整性。
TLS 1.0是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任务组）制定的一种新的协议，它建立在SSL 3.0协议规范之上，是SSL 3.0的后续版本，可以理解为SSL 3.1，它是写入了 RFC 的。该协议由两层组成： TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议（TLS Handshake）。较低的层为 TLS 记录协议，位于某个可靠的传输协议（例如 TCP）上面。

我们可以简单地将TLS理解为SSL的加强版本。

参考

• https://blog.csdn.net/xifeijian/article/details/54667989