HTTPS

HTTP的缺点

• 通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听
• 不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装
• 无法证明报文的完整性，所以有可能已遭篡改

其他未加密的协议中也会存在这类问题。

通信使用明文可能会被窃听

• TCP/IP是可能被窃听的网络
  按TCP/IP协议族的工作机制，通信内容在所有的通信线路上都有可能遭到窥视
  即使已经过加密处理的通信，也会被窥视到通信内容。只是说如果通信经过加密，就有可能让人无法破解报文信息的含义，但加密处理后的报文信息本身还是会被看到的。
• 加密处理防止被窃听
  加密的对象列举如下：
    通信的加密：HTTP协议中没有加密机制，但可以通过和SSL（Secure Socket Layer，安全套接层）或TLS（Transport Layer Security，安全层传输协议）的组合使用，加密HTTP的通信内容。
    内容的加密：即把HTTP报文里所含的内容进行加密处理。但是，由于该方式不同于SSL或TLS将整个通信线路加密处理，所以内容仍有被篡改的风险。

不验证通信方的身份就可能遭遇伪装

• 任何人都可发起请求

• 查明对手的证书
  

    虽然使用HTTP协议无法确定同新方，但如果使用SSL则可以。SSL不仅提供加密处理，而且还是用了一种被称为证书的手段，而用于确定放。 image.png

无法证明报文完整性，可能已遭篡改

• 接收到的内容可能有误：请求或响应在传输途中，遭攻击者拦截并篡改内容的攻击称为中间人攻击。
• 如何防止篡改：虽然有使用HTTP协议确定报文完整性的方法，但事实上并不便捷、可靠。其中常用的是MD5和SHA-1等散列值校验的方法，以及用来确认文件的数字签名方法。

HTTP+加密+认证+完整性保护=HTTPS

HTTP加上加密处理和认证以及完整性保护后即是HTTPS

HTTPS是身披SSL外壳的HTTP

  HTTPS并非是应用层的一种新协议。只是HTTP通信接口部分用SSL和TLS协议代替而已。 image.png

  在采用SSL后，HTTP就拥有了HTTPS的加密、证书和完整性保护这些功能。
  SSL是独立于HTTP的协议，所以不光是HTTP协议，其他运行在应用层的SMTP和Telnet等协议均可配合SSL协议使用。

相互交换秘钥的公开秘钥加密技术

  SSL采用一种叫做公开密钥加密的加密处理方式。近代的加密方式中加密算法是公开的，而密钥却是保密的。
  加密和解密都会用到密钥。任何人只有持有密钥就能解密了。如果密钥被攻击者获得，那加密也就失去了意义。

• 共享密钥加密的困境：加密和解密通用一个密钥的方式称为共享密钥加密，也被叫做对称密钥加密。 image.png

• 使用两把密钥的公开密钥加密：使用一堆非对称的密钥。一把叫做私有密钥，另一把叫做公开密钥。私有密钥不能让其他任何人知道，而公开密钥则可以随意发布，任何人都可以获得。
  

  使用公开密钥加密方式，发送密文的一方使用对方的公开密钥进行加密处理，对方收到被加密的信息后，再使用自己的私有密钥进行解密。 image.png
• HTTPS采用混合加密机制：因为公开密钥加密与共享密钥加密相比，其处理速度要慢，所以应充分利用两者各自的优势，在交换密钥环节使用公开密钥加密方式，之后的建立通信交换报文阶段则使用共享密钥加密方式。 image.png

证明公开密钥正确性的证书

  公开密钥加密方式存在一些问题。那就是无法证明公开密钥本身就是货真价实的公开密钥。或许在公开密钥传输途中，真正的公开密钥已经被攻击者替换掉了。

  为了解决上述问题，可以使用由数字证书认证机构和其相关机关颁发的公开密钥证书。数字证书认证机构处于客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构的立场上。 image.png

• 可证明阻止真实性的EV SSL证书：用来证明作为通信一方的服务器是否规范，另一个作用是可确认对方服务器背后运营的企业是否真实存在。拥有该特性的证书就是EV SSL证书。
• 用以确认客户端的客户端证书：HTTPS还恶意使用客户端正式。以客户端证书进行客户端认证，证明服务器正在通信的对方始终是预料之内的客户端，起作用跟服务器证书如出一辙。
• 认证机构信誉第一
• 有自认证机构颁发的证书称为自签名证书：如果使用OpenSSL这套开源程序，每个人都可以构建一套属于自己的认证机构，从而自己给自己颁发服务器证书。但该服务器证书在互联网上不可作为证书使用。浏览器访问该服务器时，会显示“无法确认安全性”等警告消息。

HTTPS的安全通信机制

image.png

步骤 1： 客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL通信。 报文中包
含客户端支持的 SSL的指定版本、 加密组件（Cipher Suite） 列表（所使用的加密算法及密钥长度等） 。
步骤 2： 服务器可进行 SSL通信时， 会以 Server Hello 报文作为应答。 和客户端一样， 在报文中包含 SSL版本以及加密组件。 服务器的加密组件内容是从接收到的客户端加密组件内筛选出来的。
步骤 3： 之后服务器发送 Certificate 报文。 报文中包含公开密钥证书。
步骤 4： 最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端， 最初阶段的 SSL握手协商部分结束。
步骤 5： SSL第一次握手结束之后， 客户端以 Client Key Exchange 报文作为回应。 报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-master secret 的随机密码串。 该报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。
步骤 6： 接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。 该报文会提示服务器， 在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret 密钥加密。
步骤 7： 客户端发送 Finished 报文。 该报文包含连接至今全部报文的整体校验值。 这次握手协商是否能够成功， 要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准。
步骤 8： 服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。
步骤 9： 服务器同样发送 Finished 报文。
步骤 10： 服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后， SSL连接就算建立完成。 当然， 通信会受到 SSL的保护。 从此处开始进行应用层协议的通信， 即发送 HTTP 请求。
步骤 11： 应用层协议通信， 即发送 HTTP 响应。
步骤 12： 最后由客户端断开连接。 断开连接时， 发送 close_notify 报文。 上图做了一些省略， 这步之后再发送 TCP FIN 报文来关闭与 TCP的通信。

  在以上流程中， 应用层发送数据时会附加一种叫做 MAC（Message Authentication Code） 的报文摘要。 MAC 能够查知报文是否遭到篡改， 从而保护报文的完整性。 image.png

• SSL和TLS
  TLS是以SSL为原型开发的协议，有时会统一称该协议为SSL。以前主流的版本是SSL3.0和TLS1.0。

• SSL缺点
  

  当使用SSL时，它的处理速度会变慢。 image.png
    SSL慢分两种：一种是通信慢；另一种是指由于大量消耗了CPU及内存等资源，导致处理速度变慢。
  

    为什么不一直使用HTTPS：1.加密通信会消耗更多的CPU及内存资源。一般来说只有在包含个人信息等敏感数据时，才利用HTTPS加密通信。2.想要节约购买证书的开销。