【网络协议】应用层协议HTTPS

为什么引入HTTPS？

由于HTTP协议在网络传输中是明文传输的，那么当传输一些机密的文件或着对钱的操作时，就会有泄密的风险，从而引入HTTPS来保证数据在网络传输中的安全。

基本概念

HTTPS 协议是 HyperText Transfer Protocol Secure（超文本传输安全协议） 的缩写，是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议。

HTTP 本身是不安全的，因为传输的数据未经加密，可能会被窃听或篡改，为了解决这个问题，引入了 HTTPS，即在 HTTP 上加入 SSL/TLS 协议，为数据传输提供了加密和身份验证。

HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 SSL/TLS 来加密数据包，HTTPS 开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换资料的隐私与完整性。

HTTP 的 URL 是由 http:// 起始与默认使用端口 80，而 HTTPS 的 URL 则是由 https:// 起始与默认使用端口443。

加密的基本过程

我们将网络中要传输的还未加密的数据称为“明文”，称加密的工具为“密钥”，被加密后的数据称为“密文”。

在发送端传输数据之前，使用密钥对数据进行加密，当加密后的数据到接收端时，接收端再使用密钥对密文进行解密，拿到信息。

解密算法主要是分为对称加密和非对称加密
非对称加密的安全性更高一些。

对称加密

对称加密就是加密和解密使用同一把密钥：

这时，就会出现一个问题，每个服务器是给多个客户端服务的，一旦客户端的数量过多，那么服务器负载就会严重，此时又引入下面的做法：

每次在客户端和服务器进行通信时，客户端跟服务器要先约定好密钥，再进行通信，这样做就不必再服务器存入每一个客户端的密钥了。

这时，又又有一个问题，在客户端和服务器在沟通使用哪个密钥时，被黑客窃取到信息，那该怎么办呢？这时就引入了非对称加密

非对称加密

非对称加密就是加密和解密使用的密钥不是同一把。一个叫“公钥”，一个叫“私钥”，公钥和私钥之前是配对的，但是这个加密解密的过程非常慢，所以一不使用非对称加密，只是在协商密钥时使用。

这里的流程如下：

1. 服务器生成私钥和公钥
2. 服务器保存私钥，将公钥告知给客户端（所有人都能拿到公钥）
3. 客户端使用公钥对协商使用哪个（对称加密）密钥的信息进行加密，传递给服务器
4. 服务器在拿到信息后，使用私钥进行解密，获得信息，之后就使用协商的（对称加密）密钥来进行解密
   

但这个过程还是存在风险，这就是中间人攻击要讲解的内容了。

中间人攻击

如上
黑客面对客户端时，就充当服务器的角色
面对服务器时，就充当客户端的角色。

兵来将挡水来土掩，那么这个问题又该如何解决呢？

这时引入了证书

证书

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

这个证书实际上是一个结构化的字符串，包含如下信息：

• 证书发布机构
• 证书有效期
• 公钥
• 证书拥有者
• 持有者网站的主域名
• 数字签名

这其中的数字签名是这些信息中最重要的一个。

数字签名是怎样得来的呢？

1. 公证机构在颁布这个证书的时候会生成一对 “公钥”和“私钥”
2. 对证书中的信息（发布机构、有效日期、公钥等）生成校验和
3. 再用“校验和”和“私钥”进行非对称加密生成数字签名

有了证书后，客户端和服务器的通信过程又发生了一些变动。

如何对证书进行检验呢？？？

1. 针对证书的字段计算校验和。得到校验和1
2. 针对数字签名进行解密
   前面已经讲过，数字签名是公证机构使用私钥进行加密的，这时解密就需要公证机构的公钥来解密了。
   这里的公钥已经保存在操作系统中。（证书发布，操作系统就会将这个证书连同他的公钥一同存入到操作系统中）
   拿到公钥后，对数字签名进行解密，得到校验和2
3. 比对校验和1和校验和2，如果相等，就说明证书是真的，也就代表证书中的公钥是真的
4. 拿到真的公钥来进行后续的操作。

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