浅析HTTPS

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  日常开发中几乎所有的程序猿（媛）们都知道HTTPS是用来客户端和服务器进行的一种安全连接，可以有效的保证内容信息安全，防止被抓包，那怎么保证信息安全的呢？很多人又会说加密，不得不承认说的没错，是利用加密方式进行的非明文传输，但是最后的问题来了，这怎么进行加密解密的呢？真正了解原理的人就少了很多，下面的内容就是为了丰(用)富(来)你(装)的(比)知识面准备的！

什么是HTTPS

  HTTPS可以理解为HTTPS = HTTP+SSL/TLS,HTTPS的核心基础就是SSL，只要弄懂了SSL就知道HTTPS怎么工作的了。

加密算法

  下面请允许我嘚(装)瑟(比)一下公元前400年，古希腊人就发明了置换密码；在第二次世界大战期间，德国军方启用了“恩尼格玛”密码机，所以密码学在社会发展中有着广泛的用途。嘚(装)瑟(比)结束。
  加密算法基本上可以分为两种类型:

对称加密

  什么是对称加密呢？简单的理解就是双方都共同拥有一个密钥，然后通过这个密钥进行加密和解密，这种加密方式优点就是速度快，但是安全性不高，不能说不高，只是没有非对称加密高。
举个栗子：

我们大家都看过谍战片吧，尤其是抗日战争时期的谍战片简直就是霸屏了，什么手撕鬼子，手榴弹炸飞机啊什么的各种洗脑！其中有些情节一定很熟悉，那就是情报！地下情报员和情报处之间进行情报交流的时候，往往都不是通过非明文传输信息，他们有一个共同的密钥就是一本书，什么三国演义啊，论语啊，葵花宝典啊，通过这本书（前提是这本书是一样的，盗版就废了）双方就能获得相同的信息，如果过程中被别人窃取了情报，如果不知道葵花宝典这本密钥的话，他是不会得到真正的信息。
这就是所谓的对称加密和解密，但是安全性不是很高，你想想，如果葵花宝典这本书泄漏给了小鬼子，小鬼子拿到咱们的情报，是不是后果不堪设想了！

非对称加密

  非对称加密有两个重要的角色，公钥和私钥，一般遵循这样一个原则，公钥加密，私钥解密。
举个栗子：
A和B两家公司，需要交流重要信息（比如交易金额发起和交易结果通知）。A需要保证自己的发起金额准确，必须进行信息加密，B公司是实际金额的操作者（帮A公司代收代付），A使用B给的公钥加密数据，B使用自己的私钥解密执行金额交易。这样只有和B公司合作的并持有B公司发放的公钥才能发起交易。反之，A公司也只识别给了公钥的B公司加密的数据。这样就是最基本的非对称加密的用法。但是有一个新的问题是，假如同样持有B公司公钥的C公司模拟或从中修改了A公司发起数据并加密传给了B，B不知道是C伪造的执行了操作就会给A带来经济损失。所以新的问题出现了：身份认证和信息完整性必须验证！

CA证书

  为了解决上边说到防止被劫持问题，必须进行必要的身份认证和信息完整性认证，这就说到了CA证书，CA证书其实就是数字证书，是有权威机构颁发的，浏览器和Android手机都内置了几百个公认的证书，有些项目需要自己申请自签名的证书，用于项目使用，但是不管什么证书，都需要CA权威机构颁发的，里边包括以下内容：

1. 证书的发布机构
2. 证书的有效期
3. 证书的所有者
4. 证书的数字签名和签名的Hash算法
5. 证书的公钥
6. ......

先说下客户端校验CA证书的方法

校验方法

1. 首先客户端读取证书中的证书所有者、有效期等信息进行一一校验
2. 客户端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
3. 如果找不到，客户端就会报错，说明服务器发来的证书是不可信任的。
4. 如果找到，那么客户端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得到hash-a。
5. 客户端使用相同的hash算法计算出服务器发来的证书的hash值hash-b，将这个计算的hash值与证书中签名做对比。
6. 对比结果一致，则证明服务器发来的证书合法，没有被冒充

知道以上内容，我们就来详细的看一下解决身份认证和信息完整性验证的具体过程，也称为HTTPS的中SSL握手建立过程,如下图所示：

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1. 比如我们用浏览器打开一个网页 https://www.baidu.com ，这时，浏览器就是客户端 A ，百度的服务器就是服务器 B 了。这时候客户端 A 会生成一个随机数(1)，把随机数(1) 、自己支持的 SSL 版本号以及加密算法等这些信息告诉服务器 B 。
2. 服务器 B 知道这些信息后，然后确认一下双方的加密算法，然后服务端也生成一个随机数(2) ，并将随机数(2)和 CA颁发给自己的证书一同返回给客户端 A 。
3. 客户端 A 得到 CA 证书后，会去校验该 CA 证书的有效性，校验方法在上边说过了。校验通过后，客户端生成一个随机数(3) ，然后用证书中的公钥加密随机数(3) 并传输给服务端 B 。
4. 服务端 B 得到加密后的随机数3，然后利用私钥进行解密，得到真正的随机数(3).
5. 最后，客户端 A 和服务端 B 都有随机数(1)、随机数(2)、随机数(3)，然后双方利用相同规则把这三个随机数生成一个对话密钥。之后传输内容就是利用对话密钥来进行加解密了。这时就是利用了对称加密，一般用的都是 AES 算法。
6. 服务端 B 把内容通过该对话密钥进行对称加密，将信息和密钥通过某种算法混合在一起，这样除非知道密钥，不然无法获取内容，而正好客户端和服务端都知道这个密钥，所以只要加密算法够彪悍，密钥够复杂，数据就够安全。
7. 传输加密后的信息 这部分信息就是服务端 B 用密钥加密后的信息，可以在客户端 A 用随机值解密还原。
8. 客户端解密信息 客户端A用之前生产的密钥解密服务端传过来的信息，于是获取了解密后的内容。整个过程第三方即使监听到了数据，也束手无策。

到此，SSL 握手过程就讲完了。可能上面的流程太过于复杂，我们简单地来讲：

1. 客户端和服务端建立 SSL 握手，客户端通过 CA 证书来确认服务端的身份；
2. 互相传递三个随机数，之后通过这随机数来生成一个密钥；
3. 互相确认密钥，然后握手结束；
4. 数据通讯开始，都使用同一个对话密钥来加解密；

结束语

  综上所述，相比 HTTP 协议，HTTPS 协议增加了很多握手、加密解密等流程，虽然过程很复杂，但其可以保证数据传输的安全。所以在这个互联网膨胀的时代，其中隐藏着各种看不见的危机，为了保证数据的安全，维护网络稳定，建议大家多多推广HTTPS。

本人菜鸟，结合先人创作以上有什么不对的地方欢迎指出！