HTTPS的工作过程

一、HTTPS 是什么

HTTPS 也是⼀个应用层协议，是在 HTTP 协议的基础上引入了⼀个加密层.

HTTP 协议内容都是按照文本的方式明文传输的。这就导致在传输过程中出现⼀些被篡改的情况.

在互联网上, 明文传输是比较危险的事情!!!

HTTPS 就是在 HTTP 的基础上进行了加密, 进⼀步的来保证用户的信息安全。

加密就是把明文 (要传输的信息)进行一系列变换，生成密文。

解密就是把密文再进行一系列变换, 还原成明文。

在这个加密和解密的过程中, 往往需要⼀个或者多个中间的数据, 辅助进行这个过程, 这样的数据称为密钥。

既然要保证数据安全, 就需要进行 "加密".

网络传输中不再直接传输明文了,而是加密之后的 "密文".

加密的方式有很多, 但是整体可以分成两大类: 对称加密和非对称加密。

对称加密其实就是通过同⼀个 "密钥" , 把明文加密成密文, 并且也能把密文解密成明文.

我们可能会认为，引入对称加密之后, 即使数据被截获, 由于黑客不知道密钥是啥, 因此就无法进⾏解密, 也就不知道请求的真实内容是啥了.

但事情没这么简单. 服务器同⼀时刻其实是给很多客户端提供服务的. 这么多客户端, 每个人用的秘钥都 必须是不同的(如果是相同那密钥就太容易扩散了, 黑客就也能拿到了). 因此 服务器就需要维护每个客户端和每个密钥之间的关联关系。

比较理想的做法, 就是能在客户端和服务器建立连接的时候, 双方协商确定这次的密钥是啥。

但是如果这样直接把密钥明文传输, 那么黑客也就能获得密钥了，此时后续的加密操作就形同虚设了. 因此密钥的传输也必须加密传输!

但是要想对密钥进行对称加密, 就仍然需要先协商确定⼀个 "密钥的密钥". 在客户端和服务器双方协商的过程中，黑客仍能截取到 “密钥的密钥” ， 此时密钥的传输再用对称加密就行不通了，就需要引入非对称加密。

非对称加密要用到两个密钥, ⼀个叫做 "公钥", ⼀个叫做 "私钥".

通过公钥对明文加密, 变成密文；通过私钥对密文解密, 变成明文，也可以反着用，

通过私钥对明文加密, 变成密文，通过公钥对密文解密, 变成明文。

公钥和私钥是配对的. 最大的缺点就是运算速度非常慢，比对称加密要慢很多.

这里引入非对称加密，主要是对 对称密钥 的传输来进行加密的。后续的传输仍然使用对称加密。

主要过程如下：

那么接下来问题又来了：如果这一公钥是黑客伪造的呢？

黑客可以使用中间人攻击, 获取到对称密钥。

过程如下：

如图：

可见黑客通过伪造公钥，仍可获取对称密钥。

那么客户端如何确定这个公钥不是黑客伪造的? 这就需要引入证书了。

服务端在使用HTTPS前，需要向CA机构申领⼀份数字证书，数字证书里含有证书申请者信息、公钥信息等。服务器把证书传输给浏览器，浏览器从证书里获取公钥就行了，证书就如身份证，证明服务端 公钥的权威性。

这个证书可以理解成是⼀个结构化的字符串，里面包含了以下信息:

需要注意的是：申请证书的时候，需要在特定平台生成，会同时生成⼀对密钥对儿，即公钥和私钥。这对密钥对儿就是用来在网络通信中进行明文加密以及数字签名的。

签名的形成是基于非对称加密算法的，注意，目前暂时和https没有关系，不要和https中的公钥私钥搞混。

当服务端申请CA证书的时候，CA机构会对该服务端进行审核，并专门为该网站形成数字签名，过程如下：

服务端申请的证书明文和数字签名S 共同组成了数字证书 ，这样⼀份数字证书就可以颁发给服务端了。

在客户端和服务器刚一建立连接的时候, 服务器给客户端返回⼀个 证书.

这个证书包含了服务器提供的公钥, 也包含了网站的身份信息。

当客户端获取到这个证书之后, 会对证书进行校验( 防止证书是伪造的 ).

判定证书的有效期是否过期
判定证书的发布机构是否受信任(操作系统中已内置的受信任的证书发布机构).
验证证书是否被篡改: 从系统中拿到该证书发布机构的公钥, 对签名解密, 得到一个 hash 值(称为数据摘要), 设为 hash1. 然后计算整个证书的 hash 值, 设为 hash2. 对比 hash1 和 hash2 是否相等. 如果相等, 则说明证书是没有被篡改过的