HTTPS
协议(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer
):可以理解为HTTP+SSL/TLS
, 即 HTTP
下加入 SSL
层,HTTPS
的安全基础是 SSL
,因此加密的详细内容就需要 SSL
,用于安全的 HTTP
数据传输。
HTTPS和HTTP的区别
-
HTTPS
协议需要到CA
申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。 -
HTTP
是超文本传输协议,信息是明文传输,HTTPS
则是具有安全性的SSL
加密传输协议。 -
HTTP
和HTTPS
使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80
,后者是443
。 -
HTTP
的连接很简单,是无状态的;HTTPS
协议是由SSL+HTTP
协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比HTTP
协议安全。
HTTP的不足
- 窃听风险:黑客可以获知通信内容。
- 篡改风险:黑客可以修改通信内容。
- 冒充风险:黑客可以冒充他人身份参与通信。
SSL
SSL
(Secure Socket Layer
,安全套接字层):1994年为 Netscape
所研发,SSL
协议位于 TCP/IP
协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。
TLS
TLS
(Transport Layer Security
):其前身是SSL
,它最初的几个版本(SSL 1.0
、SSL 2.0
、SSL 3.0
)由网景公司开发,1999
年从 3.1
开始被IETF
标准化并改名,发展至今已经有 TLS 1.0
、TLS 1.1
、TLS 1.2
三个版本。SSL3.0
和TLS1.0
由于存在安全漏洞,已经很少被使用到。TLS 1.3
改动会比较大,目前还在草案阶段,目前使用最广泛的是TLS 1.1
、TLS 1.2
。
加密算法
对称加密
对称加密算法非常简单,只要加密方和解密方都拥有同一密钥(可为128
,192
,256 bit
大小的密钥,密钥越长,加密解密时间越长,解密难度也越高),即可完成加密解密过程,且假设无法强制对加密过的明文进行解密。
非对称加密
加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的,分别称为:公钥、私钥,公钥和算法都是公开的,私钥是保密的。非对称加密算法性能较低,但是安全性超强,由于其加密特性,非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。例如:RSA
、DSA
、ECDSA
、 DH
、ECDHE
。
哈希算法
将任意长度的信息转换为较短的固定长度的值,通常其长度要比信息小得多,且算法不可逆。例如:MD5
、SHA-1
、SHA-2
、SHA-256
等。
数字签名
签名就是在信息的后面再加上一段内容(信息经过hash
后的值),可以证明信息没有被修改过。hash
值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送,以保证这个hash
值不被修改。
HTTP 向 HTTPS 演化的过程
第一步:对传输的信息加密
对称加密此种方式属于对称加密,双方拥有相同的密钥,信息得到安全传输,但此种方式的缺点是:
- 不同的客户端、服务器数量庞大,所以双方都需要维护大量的密钥,维护成本很高。
- 因每个客户端、服务器的安全级别不同,密钥极易泄露。
第二步:非对称加密
非对称性加密客户端用公钥对请求内容加密,服务器使用私钥对内容解密,反之亦然,但上述过程也存在缺点:
- 公钥是公开的(也就是黑客也会有公钥),所以第 ④ 步私钥加密的信息,如果被黑客截获,其可以使用公钥进行解密,获取其中的内容。
第三步:对称加密,非对称加密两者结合
对称加密,非对称加密两者结合- 第 ③ 步时,客户端说:(咱们后续回话采用对称加密吧,这是对称加密的算法和对称密钥)这段话用公钥进行加密,然后传给服务器。
- 服务器收到信息后,用私钥解密,提取出对称加密算法和对称密钥后,服务器说:(好的)对称密钥加密。
- 后续两者之间信息的传输就可以使用对称加密的方式了。
遇到的问题
- 客户端如何获得公钥?
- 如何确认服务器是真实的而不是黑客?
第四步:获取公钥与确认服务器身份
设想
- 提供一个下载公钥的地址,回话前让客户端去下载。(缺点:下载地址有可能是假的;客户端每次在回话前都先去下载公钥也很麻烦)。
- 回话开始时,服务器把公钥发给客户端(缺点:黑客冒充服务器,发送给客户端假的公钥)。
SSL 证书
SSL- 在第 ② 步时服务器发送了一个
SSL
证书给客户端,SSL
证书中包含的具体内容有:- 证书的发布机构
CA
- 证书的有效期
- 公钥
- 证书所有者
- 签名
- 证书的发布机构
浏览器认证
客户端在接受到服务端发来的SSL
证书时,会对证书的真伪进行校验,以浏览器为例说明如下
- 首先浏览器读取证书中的证书所有者、有效期等信息进行一一校验。
- 浏览器开始查找操作系统中已内置的受信任的证书发布机构
CA
,与服务器发来的证书中的颁发者CA
比对,用于校验证书是否为合法机构颁发。 - 如果找不到,浏览器就会报错,说明服务器发来的证书是不可信任的。
- 如果找到,那么浏览器就会从操作系统中取出 颁发者
CA
的公钥,然后对服务器发来的证书里面的签名进行解密。 - 浏览器使用相同的
hash
算法计算出服务器发来的证书的hash
值,将这个计算的hash
值与证书中签名做对比。 - 对比结果一致,则证明服务器发来的证书合法,没有被冒充。
- 此时浏览器就可以读取证书中的公钥,用于后续加密了。
HTTPS 缺点:
-
SSL
证书费用很高,以及其在服务器上的部署、更新维护非常繁琐。 -
HTTPS
降低用户访问速度(多次握手)。 - 网站改用
HTTPS
以后,由HTTP
跳转到HTTPS
的方式增加了用户访问耗时(多数网站采用302
跳转)。 -
HTTPS
涉及到的安全算法会消耗CPU
资源,需要增加大量机器(HTTPS
访问过程需要加解密)。
HTTPS 的工作流程
客户端在使用HTTPS
方式与Web
服务器通信时有以下几个步骤:
- 客户使用
HTTPS
的URL
访问Web
服务器,要求与Web
服务器建立SSL
连接。 -
Web
服务器收到客户端请求后,会将网站的证书信息(证书中包含公钥)传送一份给客户端。 - 客户端的浏览器与
Web
服务器开始协商SSL
连接的安全等级,也就是信息加密的等级。 - 客户端的浏览器根据双方同意的安全等级,建立会话密钥,然后利用网站的公钥将会话密钥加密,并传送给网站。
-
Web
服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。 -
Web
服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。
网友评论