前端视角-https总结

1.http存在的问题

1.1可能被窃听

• HTTP 本身不具备加密的功能,HTTP 报文使用明文方式发送
• 互联网是由联通世界各个地方的网络设施组成,所有发送和接收经过某些设备的数据都可能被截获或窥视。(例如TCP/IP抓包工具:Wireshark),即使经过加密处理,也会被窥视是通信内容,只是可能很难或者无法破解出报文的信息而已

1.2 认证问题

• 无法确认你发送到的服务器就是真正的目标服务器(可能服务器是伪装的)
• 无法确定返回的客户端是否是按照真实意图接收的客户端(可能是伪装的客户端)
• 无法确定正在通信的对方是否具备访问权限,Web 服务器上某些重要的信息，只想发给特定用户即使是无意义的请求也会照单全收。无法阻止海量请求下的 DoS 攻击（Denial of Service，拒绝服务攻击）。

1.3可能被篡改

请求或响应在传输途中，遭攻击者拦截并篡改内容的攻击被称为中间人攻击（Man-in-the-Middle attack，MITM）

2.https的ssl协议

HTTPS 协议的主要功能基本都依赖于 SSL 协议，SSL 的功能实现主要依赖于三类基本算法：散列函数 、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。

2.1对称加密

• 常见的有 AES-CBC、DES、3DES、AES-GCM等，相同的密钥可以用于信息的加密和解密，掌握密钥才能获取信息，能够防止信息窃听，通信方式是1对1；
• 对称加密需要共享相同的密码，密码的安全是保证信息安全的基础，服务器和多 个客户端通信，需要维持多个密码记录，且缺少修改密码的机制；
• 优点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
• 缺点：交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。

2.2非对称加密

• 即常见的 RSA 算法，还包括 ECC、DH 等算法，算法特点是，密钥成对出现，一般称为公钥(公开)和私钥(保密)，公钥加密的信息只能私钥解开，私钥加密的信息只能公钥解开。因此掌握公钥的不同客户端之间不能互相解密信息，只能和掌握私钥的服务器进行加密通信，服务器可以实现1对多的通信，客户端也可以用来验证掌握私钥的服务器身份。
• 非对称加密的特点是信息传输一对多，服务器只需要维持一个私钥就能够和多个客户端进行加密通信，但服务器发出的信息能够被所有的客户端解密，且该算法的计算复杂，加密速度慢。

2.3完整性验证算法

• 常见的有 MD5、SHA1、SHA256，该类函数特点是函数单向不可逆、对输入非常敏感、输出长度固定，针对数据的任何修改都会改变散列函数的结果，用于防止信息篡改并验证数据的完整性；
• 在信息传输过程中，散列函数不能单独实现信息防篡改，因为明文传输，中间人可以修改信息之后重新计算信息摘要，因此需要对传输的信息以及信息摘要进行加密；

2.4工作方式

• 客户端使用非对称加密与服务器进行通信，实现身份验证并协商对称加密使用的密钥
• 然后对称加密算法采用协商密钥对信息以及信息摘要进行加密通信，不同的节点之间采用的对称密钥不同，从而可以保证信息只能通信双方获取。

2.5SSL协议构成

SSl = 记录协议(Record Protocol) + 握手协议(Handshake Protocol)

记录协议(Record Protocol): 用于定义传输格式
握手协议(Handshake Protocol): 它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等

2.6 申请和发放证书流程如下

证书的作用就是,我和服务端通信,我怎么知道这个服务端是我要真正通信的服务端呢

• 服务方 Server 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; 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，即公钥合法;
• 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。

3.https服务器

• HTTPS使用https协议，默认端口号443；
• HTTPS需要向证书授证中心申请证书；
• HTTPS服务器与客户端之间传输是经过SSL安全加密后的密文数据； 在创建HTTPS服务器之前，服务器首先需要创建公钥、私钥及证书，步骤如下 创建公钥、私钥及证书

3.1 创建私钥

openssl genrsa -out privatekey.pem 1024

3.2 创建证书签名请求

openssl req -new -key privatekey.pem -out certrequest.csr

3.3 获取证书，线上证书需要经过证书授证中心签名的文件；下面只创建一个学习使用证书

openssl x509 -req -in certrequest.csr -signkey privatekey.pem -out certificate.pem

3.4 创建pfx文件

openssl pkcs12 -export -in certificate.pem -inkey privatekey.pem -out certificate.pfx

3.5 创建服务器

创建HTTPS服务器同HTTP服务器大致相同，需要增加证书，创建HTTPS服务器时通过options参数设置。

https.createServer(options,[requestListener]);

• pfx 私钥、公钥以及证书
• key 私钥
• passphrase 为私钥指定密码
• cert 公钥
• ca 证书，用于指定一组证书，默认属性值为几个著名的证书授权中心,例如VerlSign
• crl 指定证书吊销主

import https from 'https';
import fs from 'fs';

var pk = fs.readFileSync('privatekey.pem'),
    pc = fs.readFileSync('certificate.pem');

var opts = {
    key: pk,
    cert: pc
};

var server = https.createServer(opts);

opts参数为一个对象，用于指定创建HTTPS服务器时配置的各种选项，下面只描述几个必要选项：

属性名	说明
pff	用于指定从pfx文件读取出的私钥、公钥以及证书（指定该属性后，无需再指定key、cert、ca）
key	用于指定后缀名为pem的文件，读出私钥
cert	用于指定后缀名为pem的文件，读出公钥
ca	用于指定一组证书，默认值为几个著名的证书授证中心

3.6 创建HTTPS客户端

在https模块中，可以使用request方法向其它使用HTTPS协议的网站请求数据

let req = https.request(options,callback);

• host 指定域名或目标主机的IP地址
• hostname 指定域名或目标主机的IP地址
• port 端口号
• method 指定请求方法名
• path 指下请求路径及查询字符串
• headers 客户端请求头对象
• auth 指定认证信息部分
• agent 指定用户代理,指定false则从连接池中挑选一个连接状态为关闭的https.Agent对象
• pfx 指定私钥、公钥和证书
• key 指定私钥
• cert 公钥
• ca 一组证书

const options = {
        hostname: 'localhost',
        port: 1443,
        path: '/',
        method: 'post',
        key: fs.readFileSync('privatekey.pem'),
        cert: fs.readFileSync('certificate.pem'),
        rejectUnhauthorized: false,
        agent: false // 从连接池中指定挑选一个当前连接状态为关闭的https.Agent
    },
    req = https.request(options);

// 或者
const options = {
        hostname: 'localhost',
        port: 1443,
        path: '/',
        method: 'post',
        key: fs.readFileSync('privatekey.pem'),
        cert: fs.readFileSync('certificate.pem'),
        rejectUnhauthorized: false,
    };
// 显示指定https.Agent对象
options.agent = new https.Agent(options);
var req = https.request(options);

3.8 让你的网站支持https

实战申请Let’s Encrypt永久免费SSL证书过程教程及常见问题

git clone https://github.com/letsencrypt/letsencrypt
cd letsencrypt
chmod 777 ./letsencrypt-auto
./letsencrypt-auto certonly --standalone --email zhang_renyang@126.com -d itnewhand.com

/etc/letsencrypt/live/itnewhand.com/fullchain.pem
/etc/letsencrypt/live/itnewhand.com/privkey.pem