HTTP隧道代理及wireshark抓包分析HTTPS过程
一 序
为了验证HTTP的隧道代理。我们用抓包分析验证过程
二 使用connect
当客户端向Proxy发起Http CONNECT Method的时候，就是告诉Proxy，先在Proxy和目标服务器之间先建立起连接，在这个连接建立起来之后，目标服务器会返回一个回复给Proxy，Proxy将这个回复转发给客户端，这个Response是Proxy跟目标服务器连接建立的状态回复，而不是请求数据的Response。在此之后，客户端跟目标服务器的所有通信都将使用之前建立起来的建立。这种情况下的Http隧道，Proxy仅仅实现转发，而不会关心转发的数据。这也是为什么在使用Proxy的时候，Https请求必须首先使用Http CONNECT建立隧道。因为Https的数据都是经过加密的，Proxy是无法对Https的数据进行解密的，所以只能使用CONNECT，仅仅对通信数据进行转发。
本图来自《HTTP权威指南》
三 抓包过程（仅Server端交换证书给client）
3.1 
HTTP 客户端通过HTTP的CONNECT方法请求隧道代理，创建一条到达任意目的服务器和端口的TCP连接，并对客户端和服务器之间的后继数据进行盲转发。
可以看到，浏览器与代理进行 TCP 握手之后，发起了 CONNECT 请求，报文起始行如下：
对于 CONNECT 请求来说，只是用来让代理创建 TCP 连接，所以只需要提供服务器域名及端口即可，并不需要具体的资源路径。代理收到这样的请求后，需要与服务端建立 TCP 连接，并响应给浏览器这样一个 HTTP 报文：
3.2 HTTPS会话过程
1）客户端发送client hello开始ssl通信，其中包含报文包含客户端支持的一套加密规则（SSL指定版本，加密组件cipher suite）发送给网站。
其中部分关键信息：
ProtocolVersion client_version; //客户端支持的TLS最高版本
Random random; //客户端生成的随机数，用于之后生成会话密钥
SessionID session_id;
CipherSuite cipher_suites<2..2^16-2>; //支持的加密算法，如RSA
CompressionMethod compression_methods<1..2^8-1>; //支持的压缩算法
2服务器可进行SSL通信时，会响应报文server hello ，报文中包含SSL版本及加密组件（加密组件是从接收到客户端加密组件内筛选出来的）。之后服务端将自己的身份信息以证书的形式发回给客户端。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。
部分字段说明：
ProtocolVersion server_version; //确定使用的SSL/TLS版本
Random random; //服务器端生成的随机数，之后用于生成会话密钥
SessionID session_id;
CipherSuite cipher_suite; //确定使用的加密算法
CompressionMethod compression_method; //确实使用的压缩算法
其中选择的加密算法：TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 (0xc02f)
- ECDHE : 密钥交换算法，用于生成premaster_secret（用于生成会话密钥master secret）
- RSA : 签名算法，用户安全传输premaster_secret
- AES_128 : 连接建立后的数据加密算法
- GCM : 一种对称密钥加密操作的块密码模式
3证书
可以看出百度用的是verisign的证书
4.1 Server Key Exchange Message（可选）
这条消息是用于会话密钥(premaster secret)生成的，首先这条消息不是必须的，只有在客户端与服务器端双方协商采用的加密算法是DHE_DSS、DHE_RSA、DH_anon时Server Certificate消息中的服务器证书中的信息不足以生成premaster secret时服务器端才需要发送此消息。
4.2 最后服务端发送server hello done通知客户端，表示服务器端已经完成了为支持密钥交换（生成premaster key)所做的事情，下面开始等待客户端为密钥交换所要发的消息，最初阶段的SSL握手协商阶段结束。
SSL第一次握手结束
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Certificate Request（请求客户端证书，可选）
如果此次HTTPS连接是双向认证的话，服务器就可以通过此消息请求客户端证书以便进行身份验证。
我们是从百度抓取数据，只需要服务端认证，所以不会发送此消息，这里没有截图。
Client Certificate（客户端证书，可选）
客户端在收到Server Hello Done与Certificate Request后，表示服务器端需要验证客户端证书，这时客户端需要发送此Client Certificate消息给服务器端，即使没有客户端证书也要发个 certificate_list 列表为空的此消息，服务器端未收到或收到此消息后验证客户端证书，验证结果可酌情处理，如关闭加密通信或忽略此错误等。
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5.获得服务端证书之后客户端要做以下工作：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，则浏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，客户端会生成一串随机数的密码（pre-master secret），并用证书中提供的公钥加密,以报文client-key-exchange。
客户端收到Server Hello Done消息后就发送此消息用于将生成的premaster secret(用于生成会话密钥master secret)发送到服务器端。根据所采用的非对称加密的算法不同生成premaster secret的方式有所区别。
- RSA ：premaster_secret*是由客户端生成的随机数，用服务器证书中公钥加密后传输，服务器端采用私钥解密。
- Diffie-Hellman： 对于Diffie-Hellman算法而言，双方通过Server Key Exchange Message 与 Client Key Exchange Message 交换两个数即可各自算出相同的加密密钥，用此当premaster_secret。
生成会话密钥(master secret)
服务器收到此消息后终于可以生成会话密钥了，我们要解答几个问题：
为何要生成master secret？
RSA等非对称加密算法加密大量数据时的性能远小于AES等对称加密算法，所以前面所做的 Key Exchange 操作都是为了生成一个对称加密算法的密钥，以便提高通信性能。
master secret的生成方法?
使用前面协商的如SHA_256哈希算法由三个随机数client_random、server_random、premaster_secret生成一个安全随机数，采用三个随机数是为了随机性更强。
三个随机数都在不可靠网络上传输，如何保证master secret是保密的？
三个随机数中premaster_secret是保密的，所以master_secret也是保密的。
c) 客户端继续发送change cipher Spec报文(Client发送密钥改变通知)
用来告诉服务端，此报文之后的通信会采用master secret进行加密。
d)客户端发送finish报文(Encrypted Handshake Message)，
报文包含链接至今全部报文的整体校验值。客户端将前面的握手消息生成摘要再用协商好的秘钥加密，这是客户端发出的第一条加密消息。服务端接收后会用秘钥解密，能解出来说明前面协商出来的秘钥是一致的。
6.服务端接收客户端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，使用密码解密客户端发来的握手消息，并验证HASH是否与客户端发来的一致。
b) Certificate Verify：如果服务器请求验证客户端，则这消息允许服务器完成验证过程。
7 服务端发送Change cipher spec报文：
服务器端收到 Client Key Exchange Message 通知后即可通知客户端已生成master secret，后面的通信数据用此key加密。
8 服务端发送finish报文（Encrypted Handshake Message）。
服务端也会将握手过程的消息生成摘要再用秘钥加密，这是服务端发出的第一条加密消息。客户端接收后会用秘钥解密，能解出来说明协商的秘钥是一致的。
Application Data
到这里，双方已安全地协商出了同一份秘钥，所有的应用层数据都会用这个秘钥加密后再通过 TCP 进行可靠传输。
总结：
后记：
本文初始目的是为了整理HTTP代理过程，顺带回顾下HTTPS的流程。
举的HTTPS例子也是简单的。单项抓取百度的数据，用抓包工具验证过程。
还有双向验证的，以及高级的优化功能。很底层的加密算法没有去深入展开。
这部分知识在平时的开发过程中很少用到，因为常用都是高级封装好的接口（比如HTTPclient等），但能让我们更清楚地了解 HTTPS 的工作原理，而不仅仅是只知道 HTTPS 会加密数据十分安全。
感谢唐斌斌对于抓包过程的支持。
参考：
https://imququ.com/post/web-proxy.html
http://www.jianshu.com/p/7158568e4867
http://blog.csdn.net/tterminator/article/details/50675540
http://blog.csdn.net/tp7309/article/details/53057429