前端面经 关于http和https（基本概念、区别、优点及缺点、加密、数字签名、数字证书、工作原理）
前端面经 http和https
- http和https的基本概念
- http和https的区别
- http的三大风险和https的三大优势
- https解决http的三大风险
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- 关于加密——解决风险一“被窃听”
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- 方法一、对称加密
- 方法二、非对称加密
- 方法三、对称加密+非对称加密（https所采用的）
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- 对称加密为什么不安全
- 新思路：对称加密+非对称加密
- 对称加密+非对称加密的实现
- 关于数字签名——解决风险二“被篡改”
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- 数字签名的作用
- 服务器发送方—数字签名的生成和发送
- 客户端接收方—数字签名的校验
- 关于数字证书——解决风险三“被冒充”
- https的工作原理
- https的缺点
http和https的基本概念
http:
- 超文本传输协议，是互联网应用最广泛的一种网络协议
- 是一个客户端与服务器请求和应答的标准（TCP）
- 一个用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议
- 使浏览器更加高效
https：
- HTTP的安全版，以安全为目标的HTTP通道
- 在HTTP下加入SSL层，SSL层是HTTPS的安全基础
- 建立信息安全通道，确保传输安全性和网站的真实性
http和https的区别
- https协议需要CA证书，费用高。
- 链接方式不同，端口不同：http协议端口为80，https端口为443。
- http超文本传输协议，是明文传输，数据未加密；htps是具有安全性的SSL加密传输协议，更加安全。
- http的连接简单，是无状态连接；https是SSL+HTTP协议构建的，可进行加密传输、完整性校验和身份认证的网络协议。
http的三大风险和https的三大优势
因为http是明文传输，信息不加密，所以存在三大风险：
- 被窃听的风险：第三方可截获并查看你的内容
- 被篡改的危险：第三方可截获并修改你的内容
- 被冒充的风险：第三方可伪装成通信方与你通信；
正是因为http存在三大风险，所以才需要https。
而https可以做到加密传输、完整性校验、身份认证，三大优势：
- 建立安全信息通道，进行加密传输，保证数据隐私性、安全性；
- 内容传输经过完整性校验，保证数据完整性；
- 对网站服务器进行真实身份认证；
https解决http的三大风险
在了解https工作原理之前，先了解几个重要内容：加密、数字签名、数字证书。 从而理解https是如何解决http的三大风险：被窃听、被篡改和被冒充；并且理解https的三大优势，加密传输、完整性校验、身份认证。
其实这些是一一对应的：
- 加密——加密传输——解决被窃听的风险
- 数字签名——完整性校验——解决被篡改的危险
- 数字证书——身份认证——解决被冒充的风险。
关于加密——解决风险一“被窃听”
加密有三种方法，逐一介绍
方法一、对称加密
所谓对称加密就是说：对信息的加密和解密都需要用到密钥，而且是同一个密钥。 即没有密钥就没法解密，但只要有密钥就可以解密。
在对称加密这种方式中，要把密钥也转交接收方。但是如何保证转交这个过程中，密钥的安全性呢？有可能密钥会被人窃取，那窃取方手持密钥就可以解密信息了。
方法二、非对称加密
非对称加密方法，是使用一对非对称的密钥。其中一把是”公开密钥“，另一把是”私有密钥“。公开密钥可以随意发布，而私有密钥不能让其他人知道。
- 私钥只有一把，并且是服务器“拿着”。
- 公钥可以有很多把，是客户端“拿着”。
首先，客户端A想要和服务器B进行通信：A可以将自己的内容（明文）通过B送的公钥做一次加密，然后将加密后的内容传送给B。这时候B就可以拿自己唯一的私钥去解密，从而读取加密后的内容。
简单来说：
- 公钥有多把，给多个客户端用；而私钥只有一把，服务器自己用；
- 某个客户端拿公钥对内容加密，服务器拿唯一的私钥对内容解密。
如果是服务器向客户端通信，非对称加密也有缺点：
- 公钥是公开的，私钥加密的信息，坏人可以截获公钥来解密；
- 公钥不包含服务器的信息，不能保证服务器身份的合法性；
- 同时，非对称加密算法在加密解密过程中耗时长，降低效率。
方法三、对称加密+非对称加密（https所采用的）
通过上面的讲解，我们可以发现对称加密的优点在于解密效率高，但它不安全；非对称加密的优点在于安全，但是加密解密过程复杂，降低了效率。
对称加密为什么不安全
在方法一中也有讲到：对称加密对信息的加密和解密都是用同一把密钥，需要把密钥也转交给对方。转交的时候有可能出现密钥被窃取的情况。然而任何拿到密钥的人都可以解密内容！所以是不安全的。
相比之下，非对称加密就显得安全很多。在交换信息这个过程中，不用怕信息被窃取篡改。
新思路：对称加密+非对称加密
既然对称加密是在转交密钥时不安全，那就用非对称加密来保证安全性；既然非对称加密在解密加密的过程中耗时长，就用对称加密来简化这一过程，提高效率。优势互补！
对称加密+非对称加密的实现
客户端和服务器先传输一对“对称的密钥”，这对对称的密钥是采用的就是对称加密方法，是用于后续报文交换的。传输这对“对称的密钥”这个过程，则用的是一对非对称密钥来加密解密，采用的是非对称加密方法。
通过非对称加密方式传输“对称的密钥”，就能保证传输的这对“对称密钥”是安全的！传输完成后，在加密解密交换信息的过程，就用这对“对称密钥”来加密解密，使用的是对称加密方式，提高效率！
概括如下：
- 传输“对称的密钥”的过程，使用非对称加密方式（保证安全）
- 交换报文信息的过程，使用的是对称加密方式（保证效率）
具体做法：客户端拿服务器给的公钥，对“对称密钥”进行加密处理，传输给服务器。服务器用自己的私钥，对传输过来的“对称密钥”做解密处理。这样保证了交换密钥是安全的，再用对称密钥，使用对称加密方式来通信。
关于数字签名——解决风险二“被篡改”
即使通过加密传输，保证数据不能被窃听，数据无法被坏人解密，但是有可能在传输过程中被坏人篡改。所以需要用“数字签名”signature来解决被篡改的风险。
数字签名的作用
- 能确定消息是发送方签名且发送出来的，因为签名无法被冒充
- 进行完整性校验，证明数据有无被篡改。
服务器发送方—数字签名的生成和发送
1.把一段内容作Hash算法处理，得到一个Hash值；
2.发送者用私钥对Hash值进行加密，得到数字签名signature。
3.发送方将原文明文和数字签名signature一起发送出去。
客户端接收方—数字签名的校验
1.接收方使用发送者提供的公钥对接收到的数字签名signature进行解密，得到一个哈希值A；
2.然后用同样的Hash算法对接收到的明文作处理，得到哈希值B
3.比较哈希值A和B是否相同，若相同，则能保证数据没有被篡改。
但是接收方得保证自己拿到的公钥就是发送方服务器所提供的。
关于数字证书——解决风险三“被冒充”
数字证书认证机构是客户端和服务器双方都可信赖的第三方机构。
数字证书认证流程：
- 服务器向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息等并申请认证；
- CA通过多种手段去验证服务器申请者提供信息的真实性，如组织是否存在，是否合法等
- 若审核通过，CA会向申请者签发数字证书。数字证书包含：申请者公钥，申请者的组织和个人信息、有效时间等等。
- 客户端client向服务器Server发出请求，Server返回证书文件；
- 客户端读取证书中的相关明文信息，采用相同的散列函数得到信息摘要，用CA提供的公钥解密签名，对比若一致，可以确定证书合法，确定服务器的公钥是可信赖的。
https的工作原理
https可以加密传输（对称加密+非对称加密），完整性校验（数字签名），身份认证（数字签证），分别解决了http的被窃听、被篡改、被冒充的三大风险。
把客户端称作Client,服务器端称作Server
流程如下：
- Clinet发起一个https请求，接口为443
- Server返回公钥证书给Client
- Client多方面验证返回的公钥证书
- 若Client通过公钥证书的认证，则得到了Server提供的公钥。
- Client通过伪随机数生成器生成一对“对称密钥”，作为“会话密钥”。并用Server提供的公钥对此“会话密钥”作加密，发送给Server。
- Server用自己的私钥对会话密钥作解密，得到会话密钥。至此，双方通过公钥和私钥获取了一对“对称密钥”，即"会话密钥"。
- 双方可以用这对“对称密钥”即“会话密钥”来通信了。Server通过对称密钥加密明文信息A，发给Client
- Client通过对称密钥解密，得到明文信息A。
https的缺点
- https握手阶段费时，页面加载时间延长50%，增加10~20%的耗电
- https的缓存不如http高效，会增加数据开销
- https需要SSL证书，需要一定的费用