【计算机网络】HTTP报文详解，HTTPS基于HTTP做了哪些改进？（面试经典题）

HTTP协议基本报文格式

在计算机网络中，HTTP（超文本传输协议）是应用层的一种协议，用于客户端（通常是浏览器）和服务器之间的通信。HTTP报文分为请求报文和响应报文，以下是它们的基本格式。

1. HTTP请求报文格式：

HTTP请求报文通常包括以下几个部分：

请求行：包含请求方法（如GET、POST等）、请求URI和HTTP协议版本。

GET /index.html HTTP/1.1

请求头：由一系列键值对组成，用于提供客户端的信息和请求的附加数据。每个头部字段以名称: 值的形式表示。

Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: text/html

空行：请求头和请求体之间的空行，用于分隔头部和主体。
请求体（可选）：仅在某些请求方法（如POST）中包含，通常用于传输数据。

示例请求报文：

POST /submit HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 27name=John&age=30

2. HTTP响应报文格式：

HTTP响应报文通常包括以下几个部分：

状态行：包含HTTP协议版本、状态码和状态描述。

HTTP/1.1 200 OK

响应头：类似于请求头，包含服务器的信息和响应的附加数据。

Content-Type: text/html
Content-Length: 1256

空行：响应头和响应体之间的空行。
响应体：包含服务器返回的数据（如HTML、JSON等）。

示例响应报文：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1256<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Example</title></head>
<body><h1>Hello, World!</h1></body>
</html>

总结来说，HTTP请求和响应报文通过结构化的格式有效地传递信息，实现客户端与服务器之间的高效通信。

请求头与响应头中常见字段说明

在HTTP请求和响应报文中，请求头和响应头各自包含了多种字段，用于传递客户端或服务器的信息。以下是一些常见字段及其含义：

常见请求头字段

Host: 指定服务器的域名和端口号。必需字段，用于支持虚拟主机。
```
Host: www.example.com
```

User-Agent: 发送请求的客户端软件信息，通常包含浏览器类型和操作系统。

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/91.0.4472.124 Safari/537.36

Accept: 指定客户端能够接收的内容类型，可以包含多种类型及其优先级。
```
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
```
Content-Type: 指示请求体的媒体类型，用于POST请求时说明发送的数据格式。
```
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
```
Content-Length: 请求体的长度，以字节为单位，用于告诉服务器接收的数据大小。
```
Content-Length: 27
```
Authorization: 用于发送身份验证信息，例如Bearer令牌或Basic认证。
```
Authorization: Bearer token123456
```

常见响应头字段

Content-Type: 指示响应体的媒体类型，表明发送的数据格式。
```
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
```
Content-Length: 响应体的长度，以字节为单位，表示将要发送的数据大小。
```
Content-Length: 1256
```
Server: 服务器软件的信息，提供了服务器类型和版本。
```
Server: Apache/2.4.41 (Unix)
```
Location: 用于重定向响应，指示客户端应访问的新URL。
```
Location: http://www.example.com/newpage
```
Set-Cookie: 用于在客户端设置cookie，包含cookie的名称、值及其他属性（如过期时间、路径等）。
```
Set-Cookie: sessionId=abc123; HttpOnly; Secure
```
Cache-Control: 用于指示缓存机制的指令（如no-cache, max-age等）。
```
Cache-Control: no-cache
```

总结

这些请求头和响应头字段是HTTP通信中不可或缺的一部分，提供了关于请求和响应的关键信息，有助于客户端和服务器之间有效地交换数据。理解这些字段对于调试和优化网络通信是非常重要的。

HTTPS

HTTPS（超文本传输安全协议）是HTTP的安全版本，主要设计用来解决HTTP协议在数据传输过程中的一些安全性问题。下面是HTTPS出现的几个主要原因：

1. 数据加密

HTTPS通过TLS（传输层安全协议）或SSL（安全套接层）技术，为HTTP通信提供加密功能。这意味着所有通过HTTPS传输的数据都会被加密，第三方无法轻易窃听或破解，确保用户的私密信息得到保护。

2. 数据完整性

HTTPS通过校验和和哈希算法来确保传输过程中数据的完整性。这可以防止数据在传输过程中被修改或损坏。一旦数据被篡改，接收方能够检测到，从而避免了恶意攻击。

3. 身份验证

使用HTTPS的服务器都会拥有数字证书，这些证书是由受信任的证书颁发机构（CA）签发的。HTTPS通过验证服务器的身份来确保用户与合法的网站进行通信，防止用户访问伪造的网站，减少钓鱼攻击的风险。

4. 提升用户信任

浏览器通常会在地址栏中显示“安全”或绿色锁图标，表示用户与网站之间的连接是安全的。这种可视化的安全标识可以增强用户对网站的信任，从而促进在线购物、银行交易和个人信息的共享。

5. SEO优化

搜索引擎（如谷歌）越来越倾向于优先展示使用HTTPS的网站。因此，使用HTTPS有助于提高网站的搜索引擎排名，增加网站的可见性和访问量。

6. 遵循法律法规

一些国家和地区对数据保护有严格的法律规定，要求企业在传输敏感信息时使用加密协议。因此，为了遵循相关法律法规，很多网站选择使用HTTPS。

结论

综上所述，HTTPS通过数据加密、身份验证和数据完整性保护，显著提高了网络通信的安全性。随着互联网安全问题的日益严重，HTTPS已经成为保护用户隐私和信息安全的标准协议。

HTTPS加密

HTTPS在网络传输中使用多种加密技术来确保数据的安全性，主要包括对称加密和非对称加密。以下是从指定的几个方面来描述HTTPS的加密操作。

1. 对称加密来加密业务数据

在HTTPS中，用于加密实际业务数据的主要方式是对称加密。对称加密的特点是使用同一个密钥进行数据的加密和解密，速度较快，适合处理大量数据。当客户端与服务器建立连接后，双方会协商生成一个对称密钥（也称会话密钥）。接下来的所有业务数据（如网页内容、表单提交等）都会使用这个对称密钥进行加密，确保在网络传输过程中数据不被第三方窃听或篡改。

2. 非对称加密来加密对称密钥

在HTTPS连接的初始阶段（TLS握手过程），非对称加密用于安全地交换对称密钥。服务器会生成一对公钥和私钥，并将公钥包含在其数字证书中发送给客户端。客户端在接收到服务器的公钥后，会生成一个随机生成的对称密钥，并使用服务器的公钥对该密钥进行加密。这样，只有服务器能够使用其私钥解密，得出对称密钥，从而实现安全的数据加密。

3. 中间人攻击

中间人攻击（MITM）是指攻击者在客户端和服务器之间截获并篡改数据传输。由于HTTPS使用了加密机制，即使攻击者能够xxx传输中的数据，由于数据是加密的，攻击者也无法直接读取到有效信息。此外，在TLS握手过程中使用的非对称加密和数字证书机制，可以防止中间人攻击的发生。客户端通过验证服务器的身份，确保其连接的是合法的服务，不会被攻击者替代。

4. 使用证书效验服务器的公钥

HTTPS使用数字证书来验证服务器的身份。服务器向受信任的证书颁发机构（CA）申请一个数字证书，这个证书包含了服务器的公钥及相关信息。客户端在建立HTTPS连接时，会接收到这个数字证书。客户端会通过检查证书的有效性（如是否过期、是否被吊销等）以及验证证书的签名，来确认公钥确实属于服务器。这一过程确保客户端在与服务器进行安全通信时，能够信任服务器的公钥，从而有效防止伪造和中间人攻击。

总结

HTTPS通过结合对称加密和非对称加密，确保了数据传输的安全性。对称加密用于高效地加密实际业务数据，而非对称加密则用于安全地交换对称密钥和进行身份验证。通过使用数字证书，HTTPS有效地防止了中间人攻击，确保用户与服务器之间的通信安全可靠。