https协议

https协议：超文本传输安全协议

（英语：Hypertext Transfer Protocol Secure，缩写：HTTPS，常称为HTTP over TLS，HTTP over SSL或HTTP Secure）

是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS经由HTTP进行通信，但利用SSL/TLS来加密数据包。HTTPS开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。这个协议由网景公司（Netscape）在1994年首次提出，随后扩展到互联网上。

简单来说，HTTPS 是 HTTP 的安全版，是使用 SSL/TLS 加密的 HTTP 协议。通过 TLS/SSL 协议的的身份验证、信息加密和完整性校验的功能，从而避免信息窃听、信息篡改和信息劫持的风险。

HTTPS 提供了加密 (Encryption)、认证 (Verification)、鉴定 (Identification) 三种功能。如下的解释中，假设是张三和李四在通讯。

• 私密性(Confidentiality/Privacy):
  也就是提供信息加密，保证数据传输的安全；保证信息只有张三和李四知道，而不会被窃听。
• 可信性(Authentication):
  身份验证，主要是服务器端的，确认网站的真实性，有些银行也会对客户端进行认证；用来证明李四就是李四。
• 完整性(Message Integrity):
  保证信息传输过程中的完整性，防止被修改；李四接收到的消息就是张三发送的。

HTTPS就是在应用层和传输层中间加了一道验证的门槛以保证数据安全

https.png

SSL/TLS 协议

SSL(Secure Socket Layer) 安全套接层
TLS(Transport Layer Security) 传输层安全

1996年 NetScape 公司发布 SSL v3.0；
1999年互联网标准化组织ISOC接替NetScape公司，发布了SSL的升级版TLS 1.0版。
2006年和2008年，TLS进行了两次升级，分别为TLS 1.1版和TLS 1.2版。
SSL 及其继任者 TLS 是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。
TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。

SSL协议主要服务
1）认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器
2）加密数据以防止数据中途被窃取
3）维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。

基本的运行过程

SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法，也就是说，客户端先向服务器端索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。
（1）如何保证公钥不被篡改？
解决方法：将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的，公钥就是可信的。
（2）公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？
解决方法：每一次对话（session），客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"（session key），用它来加密信息。由于"对话密钥"是对称加密，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少了加密运算的消耗时间。

SSL/TLS协议的基本过程是这样的：

（1） 客户端向服务器端索要并验证公钥。
（2） 双方协商生成"对话密钥"。
（3） 双方采用"对话密钥"进行加密通信。

前两步，又称为"握手阶段"（handshake）。

SSL、TLS的握手过程

SSL.png

SSL协议在握手阶段使用的是非对称加密，在传输阶段使用的是对称加密，也就是说在SSL上传送的数据是使用对称密钥加密的！
因为非对称加密的速度缓慢，耗费资源。其实当客户端和主机使用非对称加密方式建立连接后，客户端和主机已经决定好了在传输过程使用的对称加密算法和关键的对称加密密钥，由于这个过程本身是安全可靠的，也即对称加密密钥是不可能被窃取盗用的，因此，保证了在传输过程中对数据进行对称加密也是安全可靠的，因为除了客户端和主机之外，不可能有第三方窃取并解密出对称加密密钥！如果有人窃听通信，他可以知道双方选择的加密方法，以及三个随机数中的两个。整个通话的安全，只取决于第三个随机数（pre-master secret）能不能被破解。

第三个随机数c，又称"pre-master key"。有了它以后，客户端和服务器就同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把"session key (会话密钥)"。

为什么一定要用三个随机数，来生成"会话密钥"，SSL协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数，如果随机数不随机，那么会话密钥就有可能被猜出来，一个伪随机可能完全不随机，可是是三个伪随机就十分接近随机了，每增加一个自由度，随机性增加的可不是一。

客户端收到服务器第一次的回应以后，首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信。
服务器收到客户端的第三个随机数之后，计算生成本次会话所用的"会话密钥"。然后，向客户端最后发送下面信息。
（1）编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
（2）服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供客户端校验。
至此，整个握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的HTTP协议，只不过用"会话密钥"加密内容。

补充

对客户端的验证

对于非常重要的保密数据，服务端还需要对客户端进行验证，以保证数据传送给了安全的合法的客户端。服务端可以向客户端发出 Cerficate Request 消息，要求客户端发送证书对客户端的合法性进行验证。比如，金融机构往往只允许认证客户连入自己的网络，就会向正式客户提供USB密钥，里面就包含了一张客户端证书。

session的恢复

有两种方法可以恢复原来的session：一种叫做session ID，另一种叫做session ticket。

session ID
session ID的思想很简单，就是每一次对话都有一个编号（session ID）。如果对话中断，下次重连的时候，只要客户端给出这个编号，且服务器有这个编号的记录，双方就可以重新使用已有的”对话密钥”，而不必重新生成一把。
session ID是目前所有浏览器都支持的方法，但是它的缺点在于session ID往往只保留在一台服务器上。所以，如果客户端的请求发到另一台服务器，就无法恢复对话

session ticket
客户端发送一个服务器在上一次对话中发送过来的session ticket。这个session ticket是加密的，只有服务器才能解密，其中包括本次对话的主要信息，比如对话密钥和加密方法。当服务器收到session ticket以后，解密后就不必重新生成对话密钥了。目前只有Firefox和Chrome浏览器支持。