Android OKHttp源码解析

Https是Http协议加上下一层的SSL/TSL协议组成的，TSL是SSL的后继版本，差别很小，可以理解为一个东西。进行Https连接时，会先进行TSL的握手，完成证书认证操作，产生对称加密的公钥、加密套件等参数。之后就可以使用这个公钥进行对称加密了。

Https的加密方式同时使用了非对称加密和对称加密:

使用反向的非对称加密对证书进行签名
在检查通过的证书公钥基础上，利用非对称加密产生对称加密的公钥
使用产生的公钥，利用对称加密交互传输的数据。
上面就是Https工作的大致流程，下面详细介绍下加密的知识和握手。

加密知识
对于加密这种技术，很早很早之前就有了。没有加密的数据，称为明文，经过加密的叫做密文。Http默认都是明文传输，这种方式很容易被监听或者修改。加密的最终目的，是保证机密性、完整性、可用性。

密码是一套加密算法，使用计算机之前都是使用机械式后者密码本进行操作。在使用计算机之后，加密的安全程度愈来越高，但是被解密也愈来愈容易。

秘钥
如果光有密码和原始数据，那么破解会简单很多，因为只要知道了密码的加密方式，反向操作即可拿到明文数据。所以为了增加难度，增加了秘钥。

现在密码就需要两个参数进行计算了，秘钥+明文+密码==密文。只拿到密码和密文，是不能获取原始明文，还需要秘钥。破解的难度就更大了。

用秘钥加密的技术，又因为加密和解密秘钥的情况分两种。

对称加密
加密和解密的秘钥是相同的，这种加密方式被称为对称加密，使用的秘钥被称为公钥。

对称加密的速度很快，但是服务器需要把自己的公钥传到客户端，客户端使用这个公钥对数据进行加密，服务器使用同样的公钥进行解密。

但是这种方式没有办法防止中间人攻击，如果中间人篡改了传输的公钥，使用自己的公钥代替他，那么接可以截取发送方的数据，使用自己的公钥进行解密。

非对称加密
加密和解密的秘钥是不同的，这种加密方式被称为非对称加密，进行加密的是公共的公钥，而进行解密的叫做私钥。这样只有私钥的拥有者才可以解密数据。

反向的非对称加密是数字签名，也就是使用私钥进行加密，使用公共的公钥的进行解密，这样就可以鉴定发送者的身份。也就是只有发送者才有私钥。

非对称加密的缺点是速度很慢，同样也没有办法防止中间人攻击，中间人截获了服务器的公钥。并用自己的公钥代替，这样也可以获取发送者的数据。

Https的方案
因为对称和非对称加密都有自己的问题，都是因为公钥的传递没法保证安全性，中间人可以通过替换成自己的公钥，完成截取的工作。

Https使用了混合的方式，同时使用了两种方式，使用非对称加密产生对称加密的公钥，再通过对称加密进行处理。首先对称加密比较快速相对于非对称加密。所以还是使用对称加密比较好，那么对称加密的缺点时怎么保证公钥能够安全的交换呢。

这里可以使用非对称加密传输这段公钥。这样这段公钥就可以被安全的传输。因为只有服务器的私钥才可以进行解密。非对称加密有什么问题呢，就是不能判断收到的公钥是否就是真正的公钥，是不是被篡改或者替换。怎么保证受到的公钥就是合法的公钥呢？

那就需要一个机构来给这个公钥背书，可以通过它保证这个公钥是合法的，而承载公钥的载体就是证书。客户端通过证书进行验证，完成公钥的获取。之后就可以通过这个公钥完成非对称加密传输。协商对称加密所用的公钥。

Https的方案大体就是这样。 以上就是Https的基础知识。下面分析下TSL的握手细节。

TSL握手
TSL的握手主要的目的要协商加密的算法、对称加密的公钥、TSL／SSL版本。

首先通过连接到服务器的443端口，通过TCP连接，这段是明文传输，用于沟通上面所说的参数。建立完成连接后就可以开始进行握手操作了。
客户端发送 client hello的报文，发送了客户端支持的协议版本、密码套件、随机数、压缩算法等，服务器要在这之中选中一个自己支持的，如果自己都不支持，那么就会断开连接。
服务器返回 server hello报文，内含选中的版本、密码套件、随机数、压缩算法等。并会返回自己的证书。
客户端收到证书后，检验这个证书，检验分四步：时间有效性检查、签发的颁发者可信度检测、签名检测、站点名称检测。如果四项检测都通过了，那么就会取出证书中的公钥。
通过上面产生的随机数，产生了Pre-master secret，该报文使用从证书中解密获得的公钥进行加密（其实就是服务器的公钥），并通过公钥加密传输到服务端。通过这个数通过DH算法计算出MAC报文摘要和对称加密的公钥。 上面的方式就产生了可以进行对称加密的公钥。下面发送的数据就可以通过这个公钥开始对称加密了。
没有用到数字证书？ 传输的证书使用了数字证书也就是反向的对称加密，当收到证书，检验通过后，会使用CA的公钥进行检测，也就是CA使用了自己的私钥进行了加密，只有CA知道私钥。
随机数怎么计算的？可以参考这里

随机数计算
传输过程中，会涉及3个随机数，客户端产生的／服务端产生的／Pre-master secret。 在传输Pre-master secret时，会使用从证书获取的公开秘钥，只有服务器才可以解密
对于服务端：
当其解密获得了Pre-master secret之后，会结合原来的A、B随机数，用DH算法计算出一个master secret，紧接着根据这个master secret推导出hash secret和session secret。

在客户端和服务端的master secret是依据三个随机数推导出来的，它是不会在网络上传输的，只有双方知道，不会有第三者知道。同时，客户端推导出来的session secret和hash secret与服务端也是完全一样的。

那么现在双方如果开始使用对称算法加密来进行通讯，使用哪个作为共享的密钥呢？过程是这样子的：

双方使用对称加密算法进行加密，用hash secret对HTTP报文 做一次运算生成一个MAC，附在HTTP报文的后面，然后用session-secret加密所有数据（HTTP+MAC），然后发送。

接收方则先用session-secret解密数据，然后得到HTTP+MAC，再用相同的算法计算出自己的MAC，如果两个MAC相等，证明数据没有被篡改。

OkHttp的设计
OkHttp是支持自动的Https连接的，也就是我们默认访问一个Https的网站，会自动的完成TSL的握手和加密。但是对于自签名的证书还是需要我们进行配置的。

涉及的类
ConnectionSpec ：连接的参数配置，包括SSL／TLS的版本、密码套件等，这个在OkHttpClient#connectionSpecs进行配置，默认是具有SNI和ALPN等扩展功能的现代TLS和clear text即明文传输。SSL握手的前两部就是沟通这部分参数的。

CertificateChainCleaner：证书链清理工具，用于省略无用的证书，过滤出一个列表，最后一个链结是受信任的证书。
X509TrustManager：此接口的实例管理哪些 X509 证书可用于验证安全套接字的远程端。 决策可能基于受信任的证书颁发机构、证书撤销列表、在线状态检查或其他方式。这个类对应上面证书检测的签发的颁发者可信度检测、签名检测、时间有效性检查。
HostnameVerifier：验证主机名是否与服务器的身份验证方案匹配。可以基于证书，也可以基于其他方式。这个用于上面说的验证证书的站点名称检测。
X509Certificate：X.509 证书的抽象类。 这提供了一种访问 X.509 证书所有属性的标准方法。现有的证书都是X509类型的，这时一个标准。
SSLSocketFactory：这个是jdk提供的工具，负责SSLSocket，SSLSocket可以调用handShake进行ssl的握手。
CertificatePinner：固定证书配置，用于对握手通过的证书做固定验证，也就是证书必须满足固定证书的配置。 上面的类不但有jdk还有OkHttp的工具，共同完成了Https的工作。OkHttp大部分利用了jdk关注Https的支持。