初探HTTPS协议

作者: lin_林 | 来源:发表于2017-01-13 19:49 被阅读0次

    概述
    HTTP协议属于明文传输协议,交互过程以及数据传输都没有进行过加密,通信双方也没有进行身份验证,通信过程非常容易遭到劫持,篡改等安全问题,为了提高网络传输的安全性,HTTPS应运而生.相比HTTP,HTTPS提供了以下三个特性:

    三个特性.png

    几个重要概念
    HTTPS协议中涉及到了几个重要的概念,先说明一下:
    1. SSL/TSL
    SSL(secure sockets layer):安全套接层,它是在上世纪90年代中期,由网景公司设计的,为解决使用的 HTTP 协议造成传输内容会被偷窥(嗅探)和篡改等安全问题而设计的,到了1999年,SSL成为互联网上的标准,名称改为TSL(transport layer security):传输层安全协议,两者可视为同一种东西的不同阶段。 HTTPS(HTTP over SSL)也是在HTTP的基础加了一层SSL的封装。
    2. 对称加密与非对称加密
    对称加密(AES,RC4,3DES) 采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。; 非对称加密(RSA,DSA/DSS )算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密,非对称加密算法比对称加密算法慢数千倍,但在保护通信安全方面,非对称加密算法却具有对称密码难以企及的优势。

    加密.png

    3.CA 证书
    CA是Certificate Authority的缩写,也叫“证书授权中心”,CA 证书,顾名思义,就是CA颁发的证书(内含公钥和私钥),网上的公众用户通过验证 CA 的签字从而信任 CA ,任何人都可以得到 CA 的证书(含公钥),用以验证它所签发的证书。
    4.TCP与UDP
    TCP协议是面向连接、保证高可靠性(数据无丢失、数据无失序、数据无错误、数据无重复到达)传输层协议。 UDP协议也是传输层协议,它是无连接,不保证可靠的传输层协议。
    5.哈希算法
    哈希算法(MD5,SHA1)将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值,这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。 了解完几个概念之后。进入正题,HTTPS的工作流程:

    HTTPS工作流程.png

    1、客户端向服务器发送请求,并告诉服务器支持的算法列表;
    2、服务器选择一种算法,并将自己的证书返回给客户端,证书包含服务器域名和公钥等信息;
    3、客户端得到证书后进行验证,验证通过的话就生成一个随机值,并用证书中的公钥进行加密
    4、传递加密信息,目的就是让服务器得到这个随机值,以后客户端与服务器的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密;
    5、服务器用自己的私钥解密客户端传过来的随机值,然后把内容进行对称加密,即将信息和私钥通过加密算法混在一起,这样除非知道私钥,不然无法获取到内容,而客户端与服务器都知道这个私钥,所以只要加密算法够强大,私钥够复杂,数据就很安全了;
    6、将加密后的信息发给客户端,客户端还原信息
    7、客户端用之前生成的私钥解密服务器发过来的信息,便获取到了解密后的内容;

    为什么会同时使用对称加密与非对称加密呢?因为非对称加密是分解大素数,大数计算,数据分割需要消耗很多的cpu资源,但是安全性非常高,对称加密相对来说安全性没那么高,但是计算量小,速度快,所以在第一次握手的时候,使用的非对称加密来交换对称加密的密钥,之后就通过对称加密来通信;

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