HTTPS 原理以及过程

痛定思痛。 2021-09-21 08:24 325阅读 0赞

### 1.从加密算法说起 ###

**非对称加密:**

简单说一句话：**公钥加密的密文只能用私钥解密，私钥加密的密文只能用公钥解密。**

私钥可以生成公钥，但是公钥几乎无法反推出公钥。

![面试官让我白话一下HTTPS，我用一句话就说清楚了][HTTPS]

举个例子：

任意想一个3位数，并把这个数和91相乘，然后告诉我积的最后三位数，我就可以猜出对方想的是什么数字！

比如123，计算出123 \* 91等于11193，并把结果的末三位193告诉我。

这时候我只需要把对应的结果再乘以11，乘积的末三位就是刚开始想的数了。可以验证一下，193 \* 11 = 2123 =》 123

原理非常简单，91乘以11等于1001，而任何一个三位数乘以1001后，末三位都不变。（当然随便你用2001、3001 只要你可以因式分解开）

根据这个原理，我们可以构造一个加密数值更大的加密解密系统。比方说，任意一个数乘以10000000001后，后10位都不会变，然后用计算机对10000000001进行因式分解，一个十位不对称加密系统就构造好了。

**对称加密**

加密、解密使用的相同的密钥，常见对称加密DES、AES等

**小结**

对称加密相比非对称加密算法来说，加解密的效率要高得多、加密速度快。但是缺陷在于对于密钥的管理和分发上比较困难，不是非常安全，密钥容易被丢失或者窃取。相对来说非对称加密只公开公钥，自己保管私钥会更加安全。

### 2.HTTPS原理 ###

**HTTP协议的缺点**

*  明文通信-内容会被监听
 *  不验证通信方身份-可能会遭遇伪装
 *  不验证内容的完整性-内容被篡改

**HTTPS 简介**

HTTPS 协议（HyperText Transfer Protocol over Seure Socket Layer）可以理解为 HTTPS = HTTP + SSL/TLS，通过SSL/TLS来增加HTTP的安全性。

![面试官让我白话一下HTTPS，我用一句话就说清楚了][HTTPS 1]

**SSL（TLS）**

SSL（Secure Socket Layer，安全套接字层）：1994年为 Netscape 所研发，SSL 协议位于 TCP/IP 协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。

TLS（Transport Layer Security，传输层安全）：其前身是 SSL，它最初的几个版本（SSL 1.0、SSL 2.0、SSL 3.0）由网景公司开发，1999年从 3.1 开始被 IETF 标准化并改名，发展至今已经有 TLS 1.0、TLS 1.1、TLS 1.2 三个版本。SSL3.0和TLS1.0由于存在安全漏洞，已经很少被使用到。TLS 1.3 改动会比较大，目前还在草案阶段，目前使用最广泛的是TLS 1.1、TLS 1.2。

**证书**

为什么需要第三方颁发证书？

服务端向客户端发送的公钥依旧会被劫持，传输内容依旧会被解密。劫持者可以用自己的私钥生成一把新的公钥，修改内容后用自己的私钥进行加密，再把修改后的内容以及自己生成的公钥发送给客户端。所以需要引入第三方机构颁发证书。

![面试官让我白话一下HTTPS，我用一句话就说清楚了][HTTPS 2]

### 3.一次完整的HTTPS通信 ###

**一句话概括**

> 通过数字证书和非对称加密建立SSL连接，生成并传递对称加密所使用的的密钥。后续的HTTP通信就使用对称加密来保护内容。保证安全的同时也提高了效率。

1.  客户端第一次向服务端进行请求建立SSL连接。
2.  服务端返回CA颁发的数字证书，其中也包含了非对称加密的密钥。
3.  与服务端建立连接以后，客户端会发送一个随机密码串称为Pre-master secret（用公钥加密） - 此时该密码串只有服务端可以解密
4.  服务端通过私钥解密出Pre-master secret，并通过一定算法计算出对称加密（一般是AES算法）的密钥master （客户端也会用同样的算法计算这个master）
5.  SSL连接建立成功，进行HTTP通信，并使用AES 对称算法对内容进行加解密。

![面试官让我白话一下HTTPS，我用一句话就说清楚了][HTTPS 3]

### 4.HTTPS一定安全吗 ###

HTTPS 的数据是加密的，常规下抓包工具代理请求后抓到的包内容是加密状态，无法直接查看。

但是，只要客户端授权的情况下，便可以组建中间人网络，而抓包工具便是作为中间人的代理。

通常 HTTPS 抓包工具（Charles）的使用方法是会生成一个证书，用户需要手动把证书安装到客户端中，然后终端发起的所有请求通过该证书完成与抓包工具的交互，然后抓包工具再转发请求到服务器，最后把服务器返回的结果在控制台输出后再返回给终端，从而完成整个请求的闭环。

HTTPS 可以防止用户在不知情的情况下通信链路被监听，对于主动授信的抓包操作是不提供防护的，因为这个场景用户是已经对风险知情。要防止被抓包，需要采用应用级的安全防护，例如采用私有的对称加密，同时做好移动端的防反编译加固，防止本地算法被破解。

[HTTPS]: /images/20210920/05c6384a82514159806531364672b8ba.png
[HTTPS 1]: /images/20210920/305f1ba32960428eb58f504995b89b7b.png
[HTTPS 2]: /images/20210920/393dea57439c48df92bdc8d8d84cb572.png
[HTTPS 3]: /images/20210920/072977cf569b4a3f8837e1b0327fe30a.png