Https解决的问题及其连接过程

Https介绍

HTTPS 是综合了对称加密和非对称加密算法的 HTTP 协议。既保证传输安全，也保证传输效率

Http存在的问题

1.窃听风险：Http采用明文传输数据，第三方可以获知通信内容
2.篡改风险：第三方可以修改通信内容
3.冒充风险：第三方可以冒充他人身份进行通信

对上述问题，Https的解决办法（使用SSL/TSL）

1.所有信息加密传输，避免三方窃听通信内容
2.校验机制，内容一旦被篡改，通信双发立刻会发现
3.配备身份证书(CA证书)，防止身份被冒充

加密算法（解决窃听风险）

Https使用两种加密算法来保证安全和效率
对称加密：双方使用同一种加密规则对规则进行加解密，如AES,DES等
非对称加密：乙方生成两把秘钥（公钥和私钥）。公钥是公开的，任何人都可以获取，私钥是保密的，只存在于乙方手中。甲方获取公钥，然后用公钥加密信息，乙方得到密文后，用私钥解密。 如RSA，DH等

不可逆签名(数字签名)，Timestamp和Nonce随机数，（解决篡改问题）

数字签名：信息发送者生成的无法伪造的字符串
1.发送者生成的基于内容的消息摘要（可以理解为摘取部份内容hash后的字符串）
2.发送者使用私钥进行加密，得到数字签名。接受者收到后使用发送者的公钥解密，再和自己生成的消息摘要对比，就能知道是否被篡改了。
Timestamp和Nonce：时间戳和一个只能用一次的随机数
防止黑客截取了连接时的包，进行重放和篡改。
对于Timestamp和Nonce随机数，具体实现思路可以见参考链接，目前只需要知道能保证内容不被篡改。

数字证书（解决冒充风险）

服务端会返回数字整书给客户端，客户端会去一层层上上验证CA证书的真实性，直到全球知名的大CA（root CA）。这种层层授信背书的方式，保证了证书的可信性。

SSL/TSL协议

作用域传输层和应用层之间，为应用提供数据的加密传输（TSL可以认为是SSL3.0的升级版，TSL1.0标记位SSL3.1）

原理：

1.SSL/TLS协议基本思路是采用公钥加密法（最有名的是RSA加密算法），客户端向服务器索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文，用自己的私钥解密。
2.为了防止公钥被篡改，把公钥放在数字证书中，证书可信则公钥可信。公钥加密计算量很大，为了提高效率，只在建立连接过程中使用。
3.在连接完成后，服务端和客户端都生成对话秘钥，用它加密信息，而对话秘钥是对称加密，速度非常快。

Https建立连接的过程

Https的握手

大致流程：

1.客户端向服务器发送请求，包括支持的协议等，附带一个随机数字A
2.服务器收到请求后，选择某种非对称加密算法，把数字证书签名公钥（用于客户端验证证书的有效性），身份信息发送给客户端，同时附带一个随机数B
3.客户端验证证书的有效性，并且生成一个随机数C(pre-master-secret)，用服务器的公钥加密随机数C以后发给服务器。确定以后的加密套件。
并且用服务器的公钥加密一段Finish的数据，用于验证连接的正确性。
4.服务器使用私钥解密数据后，并确认以后的加密套件。
并且用服务器的公钥加密一段Finish的数据，用于验证连接的正确性。
5.建立连接，使用约定的加密方法，使用三个随机数A.B,C,生成对话密钥（对称密钥），以后的通信使用该对话密钥。
6.连接建立后，使用对话密钥，同时还使用数字签名，Timestamp和Nonce随机数来加强安全性

Https的数据传输

使用Http发送请求，使用对话密钥加密数据，还会使用数字签名，Timestamp和Nonce随机数来加强安全性。

Http协议和Https协议的对比

Http和Https的区别如下：

1.Https协议需要到CA申请证书，大多数情况下需要一定费用
2.Http是超文本传输协议，信息采用明文传输，Https则是具有安全性SSL加密传输协议
3.Http和Https端口号不一样，Http是80端口，Https是443端口
4.Http连接是无状态的，而Https采用Http+SSL构建可进行加密传输、身份认证的网络协议，更安全。
5.Http协议建立连接的过程比Https协议快。因为Https除了Tcp三次握手，还要经过SSL握手。连接建立之后数据传输速度，二者无明显区别

参考链接

https://www.jianshu.com/p/27862635c077（https介绍）
https://www.jianshu.com/p/4764825fb916（《图解Http》笔记）
https://mp.weixin.qq.com/s/cSkTmAwoJmp78EFJQ05r4w（使用例子讲解Https）
https://blog.csdn.net/koastal/article/details/53456696（timestamp和nonece介绍）
《码处高效java开发手册》 1.6.5 https
极客时间 趣谈网络协议 14讲 https