【计算机网络】应用层协议Https

前言

上一篇文章中，我们提到http是不安全的，尽管采用了cookie和session的方案，仍然有可能被中途拿走用户信息，针对http不安全的特性，https顺势诞生。

Http

http在传输过程中，完全是明文传送，这样信息很有可能被篡改和盗取，https在http基础上新增了一层加密层，保证数据安全可靠，不被篡改。

由于我们的数据包都会经过运营商/黑客的网络设备，运营商的网络设备就可以解析出我们传输的任何数据，并直接进行篡改。

加密方法

在互联网上明文传输是非常危险的，因此我们最好对数据进行加密。常见的加密方法有以下几种

对称加密

• 采用单密钥系统的加密，同一个密钥既可以加密和解密
• 算法公开，计算量小，效率较高

非对称加密

• 需要两个密钥来进行加密，分别是公钥和私钥
• 算法强度很高，加密速度非常慢。

公钥对数据加密后，形成密文
私钥对密文解密后，形成明文

私钥对明文加密后，形成密文
公钥对密文解密后，形成明文

数据摘要（数据指纹）

数据指纹（数据摘要）：如图字面意思，就是利用单向的哈希函数对信息运算，生成一串固定长度的数字摘要，这个过程是不可逆的。

数据指纹不是一种加密机制，但可以判断数据有没有被篡改，因为任何一点修改都会让数据指纹大幅度变化。

数字签名

将数字摘要进行加密后，就形成了数字签名。

数字摘要也必须要加密，不然中间人完全可以把哈希值重新计算骗过我们。

加密方案

只使用对称加密

只使用方案一是不安全的，因为在交换密钥的时候我们仍然要明文传输，中间人完全有能力拿到这个密钥。同时，服务器需要维护每个客户端对应的密钥关系，也非常麻烦。

只使用非对称加密

服务器依然要向客户端明文发送自己的公钥，这让中间人有机可乘，偷偷替换为自己的公钥B。

双方都使用非对称加密

这种方式依然会被中间人劫持，同时还衍生出了效率问题。

对称+非对称

方案4在3的基础上提高了效率，但依然无法避免安全问题。中间人仍然可以替换公钥A。

证书

综合上述方案，我们发现，即使后续中间人无法干涉，但我们无法确保客户端收到的公钥一定是客户端发送的！

服务端在使用HTTPS前需要向CA机构申领数字整数，服务器将证书给浏览器，浏览器直接在证书获取公钥，证书必须具有权威性。

CA认证流程：

签名和验证：

那CA机构的公钥就不怕被中间人截取了吗？因为CA机构是权威机构，为了保证合法性，一般在浏览器和操作系统内部，出厂下载的时候就内置了CA的公钥。

• 改变数据会让hash值改变，与正确的散列值不同
• 改变签名，无法被正确的CA公钥正确解密
• 无法自己替换证书，因为只有CA具有私钥

综上，对称+非对称+CA认证的证书共同保证了https是一个安全的协议！

公钥私钥生成

其他问题：

• 为什么哈希值要加密？要防止中间人重新计算哈希值

• 为什么要哈希，直接对签名加密就好了？为了节省时间。