https原理知识

一、证书准备过程

1.在本地服务器通过openssl指令生成私钥文件pem。
2.根据私钥文件生成对应的公钥文件（csr），即证书签名请求文件，提交给CA进行证书制作，私钥则自己留着部署在服务器上。
3.根据要申请的证书类型（DV，OV，EV），再提供相关材料给CA机构进行审核。
4.通过审核后，进行证书的签发（签发过程后面详细介绍）
5.使用者收到证书后，将证书部署在服务器上

二、证书签发过程

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1. 撰写证书元数据：包括 签发人(Issuer)、地址、签发时间、有效期 等，还包括证书持有者(Owner)基本信息，比如 DN(DNS Name，即证书生效的域名)、 Owner 公钥 等信息。
2. 通过Issuer(CA)的证书指定的Hash 算法（如SHA-256）对证书元数据（Data/摘要）计算生成指纹。
3. 使用 Issuer(CA)私钥对摘要进行非对称加密（RSA），生成一个加密的指纹，也就是Issuer(CA)的 数字签名。
4. 将数字签名attach到证书（Certificate）上，变成一个签过名的数字证书(Digitally signed data)。
5. 将签过名的数字证书发给使用者

三、https请求过程

1.客户端与服务端建立TCP连接，三次握手（ssl是在tcp层之上，基于tcp）

————————————接下来开始SSL四次握手过程———————————————

2.客户端请求建立SSL链接，发送Client Hello包：

• 支持的协议版本，比如TLS 1.0版
• 支持的加密方法（密文族），比如RSA公钥加密
• 支持的压缩方法
• 随机数（时间戳 + Client.random（客户端随机数））

3.服务端响应信息，ServerHello包：

• 确认使用的加密通信协议版本，如果客户端与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信
• 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密
• 服务器证书（签过名的数字证书）
• 随机数（时间戳 + sever.random（服务端随机数））

4. 客户端回应：

• 验证证书的合法性（验证过程后面详细介绍），如果证书受信任，则浏览器栏里面会显示一个小锁头，否则会给出证书不受信的提示
• 如果证书可信，客户端再生成一个随机数（pre-master key)，并用证书中的服务器公钥加密
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方协定的相同的会话密钥SessionSecret（Client.random + sever.random + pre-master生成对称密钥）进行加密通讯
• 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。使用约定好的HASH计算握手消息，并使用生成的随机数对消息进行加密，最后将之前生成的所有信息发送给服务器

5.服务器回应：

• 使用服务器的私钥将随机数（pre-master key）解密。
• 使用随机数（pre-master key）解密客户端发送的握手消息，并验证HASH是否与客户端发送的一致。
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方协定的相同的会话密钥SessionSecret进行加密通讯
• 服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束，将前面发送的所有内容的HASH值，用来供客户端校验

————————————接下来开始对称加密通讯———————————————
6.对称加密通讯：客户端和服务端均用SessionSecret进行加密解密信息，进行通讯

四、验证证书过程

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知识点：何正版操作系统都会将所有主流CA机构的公钥内置到操作系统当中，所以我们不用额外获取，解密时只需遍历系统中所有内置的CA机构的根证书公钥，只要有任何一个公钥能够正常解密出数据，就说明它是合法的。

4.1 单根证书认证

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1.通过操作系统或者浏览器内置信任的CA机构的根证书公钥对数字签名进行解密，解密得到指纹A
2.将收到的服务器证书的摘要进行Hash计算得到指纹B
3.对比指纹A与指纹B是否一致，如果一致则认证通过，反之认证不通过

4.2 证书链认证

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根证书：由CA机构分发，公钥会内置在操作系统或浏览器中。通过公钥能解密根证书的数字签名并获得指纹（单根证书认证过程），这种情况就叫做自签名（self-sign）

中间证书：包含根证书的名称（颁发者），需要使用根证书的公钥（Root CA's public key）才能解密中间证书的数字签名并获得指纹。

终端证书：包含中间证书的名称（颁发者），需要使用中间证书的公钥才能解密终端证书的数字签名并获得指纹

1.通过终端证书的信息，获取到对应的中间证书（方式一：客户端通过终端证书中的信息，主动下载中间证书。方式二：由服务器主动推动证书至客户端）
2.通过中间证书的信息， 在浏览器或系统中找到对应的根证书（找不到客户端就下载安装）
3.对根证书进行认证（认证过程类似单根证书认证过程）。
4.根证书认证通过，则使用根证书公钥对中间证书认证（认证过程类似单根证书认证过程）
5.中间证书认证通过，则使用中间证书公钥对终端证书进行认证（认证过程类似单根证书认证过程）
6.终端证书认证通过，则此证书可信。

五、名词解释

• csr：证书签名请求文件（公钥），用于提交给证书颁发机构（CA）对证书签名

• 数字证书（Digital certificate）：由证书颁发机构（CA）签名后的证书，或者是开发者自签名的证书，一般包含：证书格式版本号；证书序列号；证书签名算法；证书颁发者；有效期；对象名称；对象公开密钥；证书颁发者的数字签名；

• openssl：一个自由的软件组织,专注做加密和解密的框架。

• DV SSL：域名型证书

• OV SSL：企业型证书

• EV SSL：增强型证书

• SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字层），目前版本为3.0

• TLS：(Transport Layer Security，传输层安全协议)，最新版本的TLS 1.0是IETF(工程任务组)制定的一种新的协议，它建立SSL 3.0协议规范之上，是SSL 3.0的后续版本，两者差别极小。