和我一起学《HTTP权威指南》——安全HTTP与HTTPS

安全HTTP

HTTPS是最流行的HTTP安全形式。

HTTPS方案的URL以https://开头

使用HTTPS时，所有的HTTP请求和响应数据在发送到网络之前，都要进行加密。HTTPS在HTTP传输层下面提供了一个传输级的密码安全层(可使用SSL或TLS)

数字加密

对称密钥加密技术

编码和解码使用的密钥值一样（密钥k）

发送端和接收端共享相同的密钥k才能进行通信。

缺点：发送者和接收者在互相对话前，一定要有一个共享的保密密钥。

公开密钥加密技术

使用两个非对称密钥：一个对主机报文编码，另一个对主机报文解码。
编码密钥是公开的（所以叫公开密钥加密），解码密钥是保密的，只有接收端才能对报文进行解码。

RSA算法

公开密钥非对称加密系统的关键：

确保有人拥有下面所有的线索，也无法计算出保密的私有密钥

• 公开密钥（公开的，所有人都可获得）
• 一小片拦截下来的密文
• 一条报文和与之相关的密文

RSA算法就是一个满足所有这些条件的流行的公开密钥加密系统。

数字签名

数字签名(digital signing):用加密系统对报文进行签名，说明是谁编写的报文，以证明报文未被篡改过。

数字签名是附加在报文上的特殊加密校验码。

好处：

• 证明是作者编写了这条报文
• 防止报文被篡改

通过非对称公开密钥技术产生。只有所有者知道其私有密钥，可将私有密钥作为指纹使用。

数字证书

数字证书(certs)中包含由某个受信任组织担保的用户或公司的相关信息。

上图就是由DigiCert组织签发给Github的数字证书

上图是12306在Chrome浏览器上浏览，可看出虽然使用了HTTPS，但是是由不受信任的签发者签名的数字证书

用证书对服务器进行认证

通过HTTPS建立一个安全Web事务之后，浏览器自动获取所连接服务器的数字证书。

HTTPS 细节介绍

HTTPS概述

HTTPS就是安全的传输层上发送的HTTP。在安全层对报文进行加密。

HTTP安全层是通过SSL或TLS实现的。

HTTP的URL由http://起始，默认端口80，HTTPS的默认端口是443。

建立安全传输

HTTP：客户端建立到服务器80端口的TCP连接，发送一条请求报文，接收一条响应报文，关闭连接。

HTTPS：客户端打开一条道服务器443端口的连接，建立TCP连接，客户端和服务器初始化SSL层，沟通加密参数，交换密钥。SSL初始化完成后，客户端就可将请求报文加密后发送给安全层。

SSL握手

发送加密的HTTP报文之前，客户端和服务器要进行一次SSL握手。

下面是我用Java代码实现的打开https://www.github.com和12306购票网站https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init的Demo代码:

import javax.net.ssl.*;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;
import java.net.URL;
import java.security.KeyManagementException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PublicKey;
import java.security.cert.Certificate;
import java.security.cert.CertificateException;
import java.security.cert.X509Certificate;

/**
 * Created by JohnTsai on 16/2/23.
 */
public class HTTPSDemo {
  /**
     * 必须先进行SSL握手,再打开HttpsURLConnection
     * http://stackoverflow.com/questions/9568100/exception-when-printing-the-server-certificate-details
     */
    public static void openHttpsURL(String urlString) {
        TrustManager[] trustManagers = new TrustManager[]{
                new X509TrustManager() {
                    @Override
                    public void checkClientTrusted(X509Certificate[] x509Certificates, String s) throws CertificateException {

                    }

                    @Override
                    public void checkServerTrusted(X509Certificate[] x509Certificates, String s) throws CertificateException {

                    }

                    @Override
                    public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {
                        return new X509Certificate[0];
                    }
                }
        };

        try {
            SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSL");
            sslContext.init(null, trustManagers, new java.security.SecureRandom());
            HttpsURLConnection.setDefaultSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());
        } catch (NoSuchAlgorithmException | KeyManagementException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        URL url = null;
        try {
            url = new URL(urlString);
            //建立HTTPS connection
            HttpsURLConnection connection = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
            connection.setDoInput(true);
            connection.setRequestMethod("GET");
            connection.connect();

            if(connection.getResponseCode()==200){
                System.out.println(urlString+"打开成功");
            }
            printHttpsConnCert(connection);
            printHttpsConn(connection);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void printHttpsConnCert(HttpsURLConnection conn) {
        if (conn == null) return;
        try {
            //连接所使用的密码程序
            String cipherSuite = conn.getCipherSuite();
            //服务器端的证书链
            Certificate[] serverCertificates = conn.getServerCertificates();
            System.out.println("密码程序:" + cipherSuite);

            for (Certificate certificate : serverCertificates) {
                String type = certificate.getType();
                PublicKey publicKey = certificate.getPublicKey();
                System.out.println("证书类型:" + type + "\n" + "公钥算法:" + publicKey.getAlgorithm()
                        + "\n" + "公钥:" + publicKey.getFormat());
            }
        } catch (SSLPeerUnverifiedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void printHttpsConn(HttpsURLConnection conn) {
        if (conn == null) return;
        try {
            BufferedReader br =
                    new BufferedReader(
                            new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
            String output = "";
            while (br.readLine() != null) {
                output += br.readLine();
            }
            br.close();
            System.out.println(conn.getURL().getHost() + "的内容\n" + output);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        openHttpsURL("https://www.github.com");
        openHttpsURL("https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init");
    }

}

运行结果：