HTTPS的加密原理你知道吗？什么是中间人攻击？什么是对称加密什么是非对称加密？

原文来自于公众号：三不猴子

1、什么是HTTPS？

是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS是在HTTP上建立SSL/TLS加密层，并对传输数据进行加密，简单来说就是安全版的HTTP协议。

2、TLS/SSL 协议介绍

TLS/SSL 的功能实现主要依赖于三类基本算法：散列算法 、对称加密和非对称加密，其利用非对称加密实现身份认证和密钥协商，对称加密算法采用协商的密钥对数据加密，基于散列函数验证信息的完整性。

SSL 协议介绍

3、加解密相关知识介绍

3.1、对称加密

  加密和解密同用一个密钥的方式称为对称加密，也被叫做共享密钥加密（Common key crypto system）。
  常见的对称加密有：DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）、RC4、IDEA

3.2、非对称加密

  非对称加密加密使用一对非对称的密钥。一把叫做私有密钥
（private key），另一把叫做公开密钥（public key）。顾名思
义，私有密钥不能让其他任何人知道，而公开密钥则可以随意发
布，任何人都可以获得。也被称为公开密钥加密

（1）乙方生成两把密钥（公钥和私钥）。公钥是公开的，任何人都可以获得，私钥则是保密的。
（2）甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息加密。
（3）乙方得到加密后的信息，用私钥解密。

常见的非对称加密有：RSA算法、ECC算法

3.2、数字签名

  数字签名，简单来说就是通过提供可鉴别的数字信息验自身身份的一种方式。一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。分别由 发送者持有能够 代表自己身份 的 私钥 (私钥不可泄露),由接受者持有与私钥对应的公钥，能够在接受到来自发送者信息时用于验证其身份。数字签名具有验证身份和确保信息完整新的作用。

3.2.1、数字签名生成

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  将一段文本通过哈希（hash）生成消息摘要，再通过私钥加密处理后生成数字签名。

3.2.2、数字签名校验

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  假设A和B通信，A将消息和签名一起发送给B,B收到后就可以校验信息是不是A发送的，以及是不是被篡改了。
  假设B知道A的公钥，通过公钥就可以解密被加密的消息摘要，然后利用哈希（hash)对收到的原文产生一个消息摘要，与上一步得到的消息摘要进行对比，如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。

3.2.3、证书颁发机构

  在前文中，校验数字签名的时候，是假设知道公钥的，问题的关键是和消息一样，公钥本身不在不安全的网络中直接发送。此时，就引入了证书颁发机构（Certificate Authority，简称CA）。CA数量并不多，B客户端内置了所有受信任CA的证书。CA对A的公钥（和其他信息）数字签名后生成证书。

  A将证书发送给B后，B通过CA证书的公钥验证证书签名。
B信任CA，CA信任A 使得 Bob信任A，信任链（Chain Of Trust）就是这样形成的。
事实上，B客户端内置的是CA的根证书(Root Certificate)，HTTPS协议中服务器会发送证书链（Certificate Chain）给客户端。

3.2.4、证书

证书包含：

• 证书颁发机构的名称
• 证书本身的数字签名
• 证书持有者公钥
• 证书签名用到的Hash算法

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数字证书认证机构的业务流程：

• 服务器的运营人员向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息(域名)等信息并申请认证;
• CA通过线上、线下等多种手段验证申请者提供信息的真实性，如组织是否存在、企业是否合法，是否拥有域名的所有权等;
• 如信息审核通过，CA会向申请者签发认证文件-证书。证书包含以下信息：申请者公钥、申请者的组织信息和个人信息、签发机构 CA的信息、有效时间、证书序列号等信息的明文，同时包含一个签名。 其中签名的产生算法：首先，使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要，然后，采用 CA的私钥对信息摘要进行加密，密文即签名;
• 客户端 Client 向服务器 Server 发出请求时，Server 返回证书文件;
• 客户端 Client 读取证书中的相关的明文信息，采用相同的散列函数计算得到信息摘要，然后，利用对应 CA的公钥解密签名数据，对比证书的信息摘要，如果一致，则可以确认证书的合法性，即服务器的公开密钥是值得信赖的。
• 客户端还会验证证书相关的域名信息、有效时间等信息; 客户端会内置信任CA的证书信息(包含公钥)，如果CA不被信任，则找不到对应 CA的证书，证书也会被判定非法。
  四、 HTTPS工作流程

二、HTTPS与HTTP区别

1、http信息是明文传输；https 则是具有安全性的SSL/TLS加密传输协议。
2、http使用的默认端口是80；https的默认端口是443
3、https对搜索引擎更友好，利于SEO,谷歌、百度优先索引HTTPS网页;

三、HTTPS对比HTTP

HTTPS 并非是应用层的一种新协议。只是 HTTP 通信接口部分用
SSL（Secure Socket Layer）和 TLS（Transport Layer Security）协议代
替而已。

HTTPS和HTTP

1. 内容加密：内容经过对称加密，每个连接生成一个唯一的加密密钥，来保证传输过程中的数据安全;
2. 身份认证： 确认网站的真实性，第三方无法伪造服务端（客户端）身份
3. 数据完整性： 内容传输经过完整性校验，防止内容被第三方冒充或者篡改

四、HTTPS工作流程

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1. Client发起一个HTTPS（https://yanyuzhe.com/）的请求，根据RFC2818的规定，Client知道需要连接Server的443（默认）端口。
2. Server把事先配置好的公钥证书（public key certificate）返回给客户端。
3. Client验证公钥证书：比如是否在有效期内，证书的用途是不是匹配Client请求的站点，是不是在CRL吊销列表里面，它的上一级证书是否有效，这是一个递归的过程，直到验证到根证书（操作系统内置的Root证书或者Client内置的Root证书）。如果验证通过则继续，不通过则显示警告信息。
4. Client使用伪随机数生成器生成加密所使用的会话密钥，然后用证书的公钥加密这个会话密钥，发给Server。
5. Server使用自己的私钥（private key）解密这个消息，得到会话密钥。至此，Client和Server双方都持有了相同的会话密钥。
6. Server使用会话密钥加密“明文内容A”，发送给Client。
7. Client使用会话密钥解密响应的密文，得到“明文内容A”。
8. Client再次发起HTTPS的请求，使用会话密钥加密请求的“明文内容B”，然后Server使用会话密钥解密密文，得到“明文内容B”。

参考文章

• 详解https是如何确保安全的？
• 深入理解HTTPS工作原理
• HTTPS工作原理
• HTTPS工作流程
• 图解HTTP