HTTPS 原理及单向认证和双向认证

HTTP

简介：
HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议，是互联网上使用最广泛的一种协议，所有WWW文件必须遵循的标准。HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文的，因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全。
使用TCP端口为：80

然而HTTP也有以下明显缺点：

1. 通信使用明文，内容可能被窃听
2. 不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装
3. 无法证明报文的完整性，所以有可能遭到篡改

HTTPS

Hyper Text Transfer Protocol Secure，安全的超文本传输协议，
HTTPS协议 = HTTP协议 + SSL/TLS协议

• SSL的全称是Secure Sockets Layer，即安全套接层协议，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。
• TLS的全称是Transport Layer Security，即安全传输层协议。

使用TCP端口默认为443

SSL协议加密方式

SSL协议即用到了对称加密也用到了非对称加密(公钥加密)，在建立传输链路时，SSL首先对对称加密的密钥使用公钥进行非对称加密，链路建立好之后，SSL对传输内容使用对称加密。

• 1.对称加密
  速度高，可加密内容较大，用来加密会话过程中的消息。
• 2.公钥加密
  加密速度较慢，但能提供更好的身份认证技术，用来加密对称加密的密钥。

1）非对称加密：密钥加密，只有公钥可以解密；公钥加密，只有密钥可以解密。
2）对称加密：对称加密只有一个密钥，用来加密和解密。

单向认证与双向认证

具体的流程图可以看：HTTPS 单向认证和双向认证

• 单向认证
  Https在建立Socket连接之前，需要进行握手，具体过程如下：
  
  单向认证

1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。
2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，同时也返回服务器端的证书，即公钥证书
3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性，包括：

• 证书是否过期

• 发型服务器证书的CA是否可靠

• 返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名

• 服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后，将继续进行通信，否则，终止通信
4、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案，供服务器端进行选择
5、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式。
6、服务器将选择好的加密方案通过明文方式返回给客户端
7、客户端接收到服务端返回的加密方式后，使用该加密方式生成产生随机码，用作通信过程中对称加密的密钥，使用服务端返回的公钥进行加密，将加密后的随机码发送至服务器
8、服务器收到客户端返回的加密信息后，使用自己的私钥进行解密，获取对称加密密钥。 在接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密，保证通信过程中信息的安全。

• 双向认证
  双向认证和单向认证原理基本差不多，只是除了客户端需要认证服务端以外，增加了服务端对客户端的认证，具体过程如下：
  

  双向认证

  1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。

  2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，同时也返回服务器端的证书，即公钥证书

  3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性，包括：

  • 证书是否过期
  • 发型服务器证书的CA是否可靠
  • 返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名
  • 服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后，将继续进行通信，否则，终止通信

4、服务端要求客户端发送客户端的证书，客户端会将自己的证书发送至服务端

5、验证客户端的证书，通过验证后，会获得客户端的公钥

6、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案，供服务器端进行选择

7、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式

8、将加密方案通过使用之前获取到的公钥进行加密，返回给客户端

9、客户端收到服务端返回的加密方案密文后，使用自己的私钥进行解密，获取具体加密方式，而后，产生该加密方式的随机码，用作加密过程中的密钥，使用之前从服务端证书中获取到的公钥进行加密后，发送给服务端

10、服务端收到客户端发送的消息后，使用自己的私钥进行解密，获取对称加密的密钥，在接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密，保证通信过程中信息的安全。