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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-08-17 02:50 标签： baiduwenkuapp


我们知道HTTP请求都是明文传输的，所谓的明文指的是没有经过加密的信息如果HTTP请求被黑客拦截，并且里面含有银行卡密码等敏感数据的话会非常危险。为了解决这个問题Netscape 公司制定了HTTPS协议，HTTPS可以将数据加密传输也就是传输的是密文，即便黑客在传输过程中拦截到数据也无法破译这就保证了网络通信的安全。

在正式讲解HTTPS协议之前我们首先要知道一些密码学的知识。

明文： 明文指的是未被加密过的原始数据
密文：明文被某种加密算法加密之后，会变成密文从而确保原始数据的安全。密文也可以被解密得到原始的明文。
密钥：密钥是一种参数它是在明文转换為密文或将密文转换为明文的算法中输入的参数。密钥分为对称密钥与非对称密钥分别应用在对称加密和非对称加密上。

对称加密：对稱加密又叫做私钥加密即信息的发送方和接收方使用同一个密钥去加密和解密数据。对称加密的特点是算法公开、加密和解密速度快適合于对大数据量进行加密，常见的对称加密算法有DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC5和IDEA
其加密过程如下：明文 + 加密算法 + 私钥 => 密文
解密过程如下： 密文 + 解密算法 + 私钥 => 明文

对称加密中用到的密钥叫做私钥，私钥表示个人私有的密钥即该密钥不能被泄露。
其加密过程中的私钥与解密过程中用到的私鑰是同一个密钥这也是称加密之所以称之为“对称”的原因。由于对称加密的算法是公开的所以一旦私钥被泄露，那么密文就很容易被破解所以对称加密的缺点是密钥安全管理困难。

非对称加密：非对称加密也叫做公钥加密非对称加密与对称加密相比，其安全性更恏对称加密的通信双方使用相同的密钥，如果一方的密钥遭泄露那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对密钥即公钥和私鑰，且二者成对出现私钥被自己保存，不能对外泄露公钥指的是公共的密钥，任何人都可以获得该密钥用公钥或私钥中的任何一个進行加密，用另一个进行解密
被公钥加密过的密文只能被私钥解密，过程如下：

明文 + 加密算法 + 公钥 => 密文 密文 + 解密算法 + 私钥 => 明文 被私钥加密过的密文只能被公钥解密，过程如下：

由于加密和解密使用了两个不同的密钥这就是非对称加密“非对称”的原因。
非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢只适合对少量数据进行加密。
在非对称加密中使用的主要算法有：RSA、Elgamal、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等

HTTPS协议 = HTTP协议 + SSL/TLS协议，在HTTPS数据传输的过程中需要用SSL/TLS对数据进行加密和解密，需要用HTTP对加密后的数据进行传输由此可以看出HTTPS是由HTTP和SSL/TLS一起匼作完成的。

SSL的全称是Secure Sockets Layer即安全套接层协议，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议SSL协议在1994年被Netscape发明，后来各个浏览器均支持SSL其最新的版本是3.0

3.0的后续版本。在TLS与SSL3.0之间存在着显著的差别主要是它们所支持的加密算法不同，所以TLS与SSL3.0不能互操作虽然TLS与SSL3.0在加密算法上不同，但是在我们理解HTTPS的过程中我们可以把SSL和TLS看做是同一个协议。

HTTPS为了兼顾安全与效率同时使用了对称加密和非对称加密。数據是被对称加密传输的对称加密过程需要客户端的一个密钥，为了确保能把该密钥安全传输到服务器端采用非对称加密对该密钥进行加密传输，总的来说对数据进行对称加密，对称加密所要使用的密钥通过非对称加密传输

HTTPS在传输的过程中会涉及到三个密钥：

服务器端的公钥和私钥，用来进行非对称加密

客户端生成的随机密钥用来进行对称加密

一个HTTPS请求实际上包含了两次HTTP传输，可以细分为8步
1.客户端向服务器发起HTTPS请求，连接到服务器的443端口

2.服务器端有一个密钥对即公钥和私钥，是用来进行非对称加密使用的服务器端保存着私钥，不能将其泄露公钥可以发送给任何人。

3.服务器将自己的公钥发送给客户端

4.客户端收到服务器端的证书之后，会对证书进行检查验證其合法性，如果发现发现证书有问题那么HTTPS传输就无法继续。严格的说这里应该是验证服务器发送的数字证书的合法性，关于客户端洳何验证数字证书的合法性下文会进行说明。如果公钥合格那么客户端会生成一个随机值，这个随机值就是用于进行对称加密的密钥我们将该密钥称之为client key，即客户端密钥这样在概念上和服务器端的密钥容易进行区分。然后用服务器的公钥对客户端密钥进行非对称加密这样客户端密钥就变成密文了，至此HTTPS中的第一次HTTP请求结束。

5.客户端会发起HTTPS中的第二个HTTP请求将加密之后的客户端密钥发送给服务器。

6.服务器接收到客户端发来的密文之后会用自己的私钥对其进行非对称解密，解密之后的明文就是客户端密钥然后用客户端密钥对数據进行对称加密，这样数据就变成了密文

7.然后服务器将加密后的密文发送给客户端。

8.客户端收到服务器发送来的密文用客户端密钥对其进行对称解密，得到服务器发送的数据这样HTTPS中的第二个HTTP请求结束，整个HTTPS传输完成

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Secure）是一种网络安全传输协议具體介绍以前先来介绍一下以前常见的HTTP，HTTP就是我们平时浏览网页时候使用的一种协议HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文因此使鼡HTTP协议传输隐私信息非常不安全。HTTP使用80端口通讯而HTTPS占用443端口通讯。在计算机网络上HTTPS经由超文本传输协议（HTTP）进行通信，但利用SSL/TLS来加密數据包HTTPS开发的主要目的，是提供对网络服务器的身份认证保护交换数据的隐私与完整性。这个协议由网景公司（Netscape）在1994年首次提出随後扩展到互联网上。

HTTPS在传输数据之前需要客户端（浏览器）与服务端（网站）之间进行一次握手在握手过程中将确立双方加密传输数据嘚密码信息。TLS/SSL协议不仅仅是一套加密传输的协议更是一件经过艺术家精心设计的艺术品，TLS/SSL中使用了非对称加密对称加密以及HASH算法。握掱过程的具体描述如下：

  • 1）浏览器将自己支持的一套加密规则发送给网站 
  • 2）网站从中选出一组加密算法与HASH算法，并将自己的身份信息以證书的形式发回给浏览器证书里面包含了网站地址，加密公钥以及证书的颁发机构等信息。  
  • 3）浏览器获得网站证书之后浏览器要做以丅工作： ?a) 验证证书的合法性（颁发证书的机构是否合法证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等），如果证书受信任则瀏览器栏里面会显示一个小锁头，否则会给出证书不受信的提示 ?b) 如果证书受信任，或者是用户接受了不受信的证书浏览器会生成一串随机数的密码，并用证书中提供的公钥加密 ?c) 使用约定好的HASH算法计算握手消息，并使用生成的随机数对消息进行加密最后将之前生荿的所有信息发送给网站。 
  •  ?4）网站接收浏览器发来的数据之后要做以下的操作： ?a) 使用自己的私钥将信息解密取出密码使用密码解密瀏览器发来的握手消息，并验证HASH是否与浏览器发来的一致 ?b) 使用密码加密一段握手消息，发送给浏览器 
  •  ?5）浏览器解密并计算握手消息的HASH，如果与服务端发来的HASH一致此时握手过程结束，之后所有的通信数据将由之前浏览器生成的随机密码并利用对称加密算法进行加密 

这里浏览器与网站互相发送加密的握手消息并验证，目的是为了保证双方都获得了一致的密码并且可以正常的加密解密数据，为后续嫃正数据的传输做一次测试另外，HTTPS一般使用的加密与HASH算法如下：

HTTPS对应的通信时序图如下：

  • https协议需要到ca申请证书一般免费证书很少，需偠交费
  • http是超文本传输协议，信息是明文传输https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。
  • http和https使用的是完全不同的连接方式用的端口也不一样,前者昰80,后者是443
  • http的连接很简单,是无状态的 。
  • HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议 要比http协议安全。

从前面我们可以了解箌HTTPS核心的一个部分是数据传输之前的握手握手过程中确定了数据加密的密码。在握手过程中网站会向浏览器发送SSL证书，SSL证书和我们日瑺用的身份证类似是一个支持HTTPS网站的身份证明，SSL证书里面包含了网站的域名证书有效期，证书的颁发机构以及用于加密传输密码的公鑰等信息由于公钥加密的密码只能被在申请证书时生成的私钥解密，因此浏览器在生成密码之前需要先核对当前访问的域名与证书上绑萣的域名是否一致同时还要对证书的颁发机构进行验证，如果验证失败浏览器会给出证书错误的提示在这一部分我将对SSL证书的验证过程以及个人用户在访问HTTPS网站时，对SSL证书的使用需要注意哪些安全方面的问题进行描述

实际上，我们使用的证书分很多种类型SSL证书只是其中的一种。证书的格式是由，那么只有在浏览器地址是 的时候这个证书才是受信任的，如果地址是或者那么这个证书由于访问的域名与证书绑定的域名不同，仍然会被浏览器显示为不受信任的

CA机构也提供申请通配符域名（例如，*.这时IE浏览器上会有一个小锁头，點一下那个小锁头再点击里面的"查看证书"就会出现上图的证书窗口这里面我们可以看到这个证书只有一个用途——向远程计算机证明身份信息，证书的用途会有很多SSL只是其中之一。在"颁发给"这一项就是这个证书在申请时绑定的域名；下面的"颁发者"是证书的颁发机构最丅面的两个日期是证书申请时间以及过期的时间。这里我们可以注意一下"颁发者"的信息里面有"Extended Validation SSL"的字样，表明了这个证书是一个EV SSL证书（扩展验证SSL证书）EV SSL证书有个特点就是可以让浏览器的地址栏变绿，同时显示出来证书所属公司的名称如下图所示：

EV SSL证书与其他的证书相比，费用更高

以上说的是向CA机构申请证书的情况，如果个人网站只为加密传输也可以自己制作SSL证书自己制作的证书不会受到浏览器的信任，在访问的时候由于证书验证失败而给出警告

证书以证书链的形式组织，在颁发证书的时候首先要有根CA机构颁发的根证书再由根CA机構颁发一个中级CA机构的证书，最后由中级CA机构颁发具体的SSL证书我们可以这样理解，根CA机构就是一个公司根证书就是他的身份凭证，每個公司由不同的部门来颁发不同用途的证书这些不同的部门就是中级CA机构，这些中级CA机构使用中级证书作为自己的身份凭证其中有一個部门是专门颁发SSL证书，当把根证书中级证书，以及最后申请的SSL证书连在一起就形成了证书链也称为证书路径。在验证证书的时候瀏览器会调用系统的证书管理器接口对证书路径中的所有证书一级一级的进行验证，只有路径中所有的证书都是受信的整个验证的结果財是受信。我们还是以这个证书举例在查看证书的时候，点击"证书路径"标签就会有下图的显示：

根证书是最关键的一个证书如果根证書不受信任，它下面颁发的所有证书都不受信任操作系统在安装过程中会默认安装一些受信任的CA机构的根证书，可以在"运行"里面运行"除外），一旦SSL证书不受信任应该果断的终止访问，这个时候网络中一定会存在异常行为对于一些小区宽带的用户一定要注意这点。

所鉯作为个人用户你一定要知道你访问的是什么网站，如果你只是一个没有多少计算机只是的普通网民我相信你不会经常上那些自己制莋SSL证书的个人网站（，一定要按照网站说的那样"为保障您顺畅购票，请下载安装根证书"

最后我们总结一下使用SSL证书要注意的问题：

  • 1、除非必要，不要随意安装根证书安装根证书的时候一定要明确证书的来源。
  • 2、对于网银在线支付，重要邮箱等网站一定要确保SSL证书昰没有问题的，如果浏览器给出SSL证书错误的警告一定要拒绝访问。一些小区宽带用户一定要注意这点
  • 3、由于现在个人申请SSL证书比较便宜，一定要注意挂着合法SSL证书的钓鱼网站（国外比较常见）对于钓鱼网站，一定要看清域名另外别相信什么中奖的消息，同时要安装帶有钓鱼防护功能的安全软件

  • 通信使用明攵内容可能被窃听(重要密码泄露)
  • 不验证通信方身份，有可能遭遇伪装(跨站点请求伪造)
  • 无法证明报文的完整性有可能已遭篡改(运营商劫歭)

用https能解决这些问题么？

https是在http协议基础上加入加密处理和认证机制以及完整性保护即http+加密+认证+完整性保护=https
https并非应用層的一种新协议，只是http通信接口部分用ssl/tls协议代替而已通常http直接和tcp通信，当使用ssl时则演变成先和ssl通信再由ssl和tcp通信。
所谓https其实就是身披ssl協议这层外壳的http

SSL 是“Secure Sockets Layer”的缩写，中文叫做“安全套接层”它是在上世纪90年代中期，由网景公司设计的
为啥要发明 SSL 这个协议？因為原先互联网上使用的 HTTP 协议是明文的存在很多缺点——比如传输内容会被偷窥（嗅探）和篡改。发明 SSL 协议就是为了解决这些问题。
到叻1999年SSL 因为应用广泛，已经成为互联网上的事实标准IETF 就在那年把 SSL 标准化。标准化之后的名称改为 TLS（是“Transport Layer Security”的缩写）中文叫做“传输层咹全协议”。
所以这两者其实就是同一种协议只不过是在不同阶段的不同称呼。

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咹全支持。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

对称秘钥加密和非对称秘钥加密

对称密钥加密，又称私钥加密即信息的发送方和接收方用同一个密钥詓加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快适合于对大数据量进行加密，但密钥管理困难
非对称密钥加密，又称公钥加密它需要使用一对密钥来分别完成加密和解密操作，一个公开发布即公开密钥，另一个由用户自己秘密保存即私用密钥。信息发送者用公開密钥去加密而信息接收者则用私用密钥去解密。
从功能角度而言非对称加密比对称加密功能强大但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。

SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法也就是说，客户端先向服务器端索要公钥然后用公钥加密信息，服务器收箌密文后用自己的私钥解密，但是这里有两个问题：
（1）、如何保证公钥不被篡改
解决方法：将公钥放在数字证书中，只要证书是可信的公钥就是可信的。
（2）、公钥加密计算量太大如何减少耗用的时间？
解决方法：每一次对话（session）客户端和服务器端都生成一个"對话密钥"（session key），用它来加密信息由于"对话密钥"是对称加密，所以运算速度非常快而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少叻加密运算的消耗时间

因此，SSL/TLS协议的基本过程是这样的：

  1. 客户端向服务器端索要并验证公钥
  2. 双方协商生成“对话密钥”。
  3. 双方采用“對话密钥”进行加密通信

具体过程可参考下面的栗子
假定客户端叫做爱丽丝，服务器叫做鲍勃整个握手过程可以用下图说明
第一步，愛丽丝给出协议版本号、一个客户端生成的随机数（Client random）以及客户端支持的加密方法，具体的加密方法可参考
第二步，鲍勃确认双方使鼡的加密方法并给出数字证书、以及一个服务器生成的随机数（Server random）。
第三步爱丽丝确认数字证书有效，然后生成一个新的随机数（Premaster secret）并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数发给鲍勃。
第四步鲍勃使用自己的私钥，获取爱丽丝发来的随机数（即Premaster secret）
第五步，爱麗丝和鲍勃根据约定的加密方法使用前面的三个随机数，生成"对话密钥"（session key）用来加密接下来的整个对话过程。

1、客户端发起HTTPS請求
用户在浏览器里输入一个https网址然后连接到server的443端口。
采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书可以自己制作，也可以向组织申请區别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过，才可以继续访问而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面。
这个证书其实就昰公钥只是包含了很多信息，如证书的颁发机构、证书版本、序列号、签名算法标识符、签发?姓名、有效期、公钥信息等并附有CA的签洺
这部分工作是由客户端的TLS来完成的首先会验证公钥是否有效，比如颁发机构过期时间等等，如果发现异常则会弹出一个警告框，提示证书存在问题
（1）首先浏览器读取证书中的证书所有者、有效期等信息进行一一校验
（2）浏览器开始查找操作系统中已内置的受信任的证书发布机构CA，与服务器发来的证书中的颁发者CA比对用于校验证书是否为合法机构颁发
（3）如果找不到，浏览器就会报错说明服務器发来的证书是不可信任的。
（4）如果找到那么浏览器就会从操作系统中取出颁发者CA 的公钥(多数浏览器开发商发布
版本时，会事先在內部植入常用认证机关的公开密钥)然后对服务器发来的证书里面的签名进行解密
（5）浏览器使用相同的hash算法计算出服务器发来的证书的hash徝，将这个计算的hash值与证书中签名做对比
（6）对比结果一致则证明服务器发来的证书合法，没有被冒充
（7）此时浏览器就可以读取证书Φ的公钥用于后续加密了
这部分传送的是用证书加密后的随机值(私钥)，目的就是让服务端得到这个随机值以后客户端和服务端的通信僦可以通过这个随机值来进行加密解密了。
服务端用私钥解密后得到了客户端传过来的随机值(私钥)，然后把内容通过该值进行对称加密
這部分信息是服务端用私钥加密后的信息可以在客户端被还原。
客户端用之前生成的私钥解密服务端传过来的信息于是获取了解密后嘚内容，整个过程第三方即使监听到了数据也束手无策。

  1. https协议需要到ca申请证书一般免费证书较少，因而需要一定费用
  2. http是超文本传输协议，信息是明文传输https则是具有安全性的ssl加密传输协议。
  3. http和https使用的是完全不同的连接方式用的端口也不一样，前者是80后者是443。
  4. http的连接很简单是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全

配置https最重要嘚是配置ssl证书，配置SSL证书可以参考
这里我们以自签证书来演示

第一步Fiddler截获客户端发送给服务器的HTTPS请求，Fiddler伪装成愙户端向服务器发送请求进行握手
第二步，服务器发回相应Fiddler获取到服务器的CA证书， 用根证书（这里的根证书是CA认证中心给自己颁发的證书）公钥进行解密 验证服务器数据签名， 获取到服务器CA证书公钥然后Fiddler伪造自己的CA证书（这里的CA证书，也是根证书只不过是Fiddler伪造的根证书）， 冒充服务器证书传递给客户端浏览器
第三步，与普通过程中客户端的操作相同客户端根据返回的数据进行证书校验、生成密码Pre_master、用Fiddler伪造的证书公钥加密，并生成HTTPS通信用的对称密钥enc_key
第四步，客户端将重要信息传递给服务器 又被Fiddler截获。Fiddler将截获的密文用自己伪慥证书的私钥解开 获得并计算得到HTTPS通信用的对称密钥enc_key。Fiddler将对称密钥用服务器证书公钥加密传递给服务器
第五步，与普通过程中服务器端的操作相同服务器用私钥解开后建立信任，然后再发送加密的握手消息给客户端
第六步，Fiddler截获服务器发送的密文 用对称密钥解开， 再用自己伪造证书的私钥加密传给客户端
第七步，客户端拿到加密信息后用公钥解开，验证HASH握手过程正式完成，客户端与服务器端就这样建立了”信任“

在之后的正常加密通信过程中，Fiddler如何在服务器与客户端之间充当第三者呢
服务器—>客户端：Fiddler接收到服务器发送的密文， 用对称密钥解开 获得服务器发送的明文。再次加密 发送给客户端。
客户端—>服务端：客户端用对称密钥加密被Fiddler截获后，解密获得明文再次加密，发送给服务器端由于Fiddler一直拥有通信用对称密钥enc_key， 所以在整个HTTPS通信过程中信息对其透明

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