超文本传输安全协议 - HTTPS

 

目录

前言

一、HTTP的缺点

二、对称加密

三、非对称加密

四、HTTPS

HTTPS的实现方式

几个关键步骤的作用

总结

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前言

说到HTTPS，大多数人想到的都是更加安全的网络传输协议，为什么HTTP不安全？HTTPS做了什么操作来保证数据传输的安全性呢？本文参考了一些文章书籍加上自己的理解画图总结了HTTPS是如何解决网络传输的安全性问题。

一、HTTP的缺点

我们都知道用HTTP传输数据是不安全的，因为HTTP协议是建立在TCP之上的，HTTP的报文没有加密就交给TCP传输了，传输过程中就容易被监听和篡改，对话中的敏感信息就会被泄露，在网络支付和交易中造成损失，HTTP的传输方式如下图

整个过程没有对信息加密，很容易被中间人监听、修改信息

HTTP主要有3个不足之处：

1. 内容不加密，使用明文传输容易被监听；
2. 无法验证传输内容的完整性，也就是说不知道是不是被修改过的；
3. 对方身份无法验证，客户端和服务端都不知道是不是在跟对方对话；

既然明文传输的信息容易被监听到，那么对信息加个密是不是就能解决这个问题呢？

二、对称加密

加密和解密用同一个秘钥的加密方式叫做对称加密。

这样一来，数据不再是明文传输了，但是问题又来了，秘钥怎么传递？服务端对应多个客户端，秘钥也不能是同一个啊，要是都用同一个秘钥，就像现在很多人在各个网站的登录密码是一样的 ，一个被破解，全部信息都要泄露了。

解决了这两个问题，信息传输就比较安全了，首先服务端和每个客户端之间要用不同的秘钥加密，只能是一方生成秘钥后传输给另一方，这样就剩下怎么把秘钥传送给对方的问题了。

我们再看另一种加密方式

三、非对称加密

非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey:简称公钥）和私有密钥（privatekey:简称私钥）。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。 非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是：甲方生成一对密钥并将公钥公开，需要向甲方发送信息的其他角色(乙方)使用该密钥(甲方的公钥)对机密信息进行加密后再发送给甲方；甲方再用自己私钥对加密后的信息进行解密。甲方想要回复乙方时正好相反，使用乙方的公钥对数据进行加密，同理，乙方使用自己的私钥来进行解密。

客户端和服务端只要保存好私钥，信息就不会被解密，但是直接将自己的公钥传给对方会存在被中间人修改的问题

中间人把客户端和服务端传输的公钥替换成自己的公钥，对客户端伪装成服务端，对服务端伪装成客户端，造成通讯不安全。

四、HTTPS

接下来要解决的问题就是把公钥安全的传送到对方手上，不被中间掉包，但是这似乎又回到对称加密传输秘钥的问题了，密钥总是要通过网络传输的，怎样验证对方身份呢？后来就出现了一些第三方的认证机构，这些认证机构很少，但是很权威，它会和电脑、浏览器等厂商达成信任关系，提前把第三方认证机构的公钥安装到系统或浏览器中，这样第三方机构用私钥签名，验证签名的时候直接就从本地拿到相应第三方机构的公钥，对私钥加密后的数字签名进行解密得到真正的签名，然后客户端利用签名生成规则进行签名验证，看两个签名是否匹配，如果匹配认证通过，不匹配则获取证书失败。下面是验证的流程

使用这样的验证方式可以防止公钥在传输过程中被掉包，但是使用非对称加密传输数据速度比较慢，是因为加密算法耗时较长，对称加密的优势就是加密解密耗时短，既然通过CA机构签名的方式确认了对方身份，也传送了公钥，那么就可以通过公钥把对称加密的密钥传输，双方都是用同一个密钥加密消息。

HTTPS的实现方式

HTTPS = HTTP + TLS/SSL

HTTPS 主要由两部分组成：HTTP + SSL / TLS，也就是在 HTTP 上又加了一层处理加密信息的模块。服务端和客户端的信息传输都会通过 TLS 进行加密，所以传输的数据都是加密后的数据，可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户端和服务器。

几个关键步骤的作用

1. 签名的作用是为了验证身份，防止公钥被掉包
2. 传输公钥的作用是为了传输对称加密的密钥
3. 使用加密是为了防止明文传输
4. 使用对称加密是为了提高通信效率

总结

HTTPS 是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。HTTPS中具体的内容还有很多，这里只是简单介绍一下工作流程，写的不对的地方请留言指正。

参考文章

图解HTTP