科普-- 白话HTTPS

比眉伴天荒 2021-12-15 06:03 319阅读 0赞

*  [HTTPS是传输协议][HTTPS]吗？
 *  HTTPS与HTTP有什么关系？
 *  HTTPS为什么会安全？

### 闲扯一下 ###

Mac笔记本、Windows台式机、Linux主机。像这三种类型，它们硬件不同，系统不同，服务端处理的编程语言不同。它们之间却可以在网络的世界了自由联通。靠的是什么呢？

靠的是它们遵守相同的规则（如：HTTP）。应用层用什么格式（语言编码，报文字段）封装报文、传输层如何将大量的数据分段，并给每帧数据添加编号和端口信息、网络层如何给没帧数据添加IP地址，目标MAC地址、数据链路层如何将数字信息通过网卡发出去。

### HTTPS是传输协议吗？ ###

目前常见的应用层协议

![1240][]

**好像没有看到HTTPS啊？**  
没错，HTTPS并非TCP/IP协议族中的一员，它其实是HTTP协议+SSL协议的组合体，是披着SSL外衣的HTTP。

### HTTPS与HTTP有什么关系？ ###

[HTTP实现的功能][HTTP]：一种机制简单（这也是从早期众多传输协议中走出来的原因）的超文本传输协议，为客户端和服务器通信服务，是处在TCP/IP协议族中的应用层协议。

HTTP在发送请求时，采用四层架构。

应用层：提供多种应用服务，如：HTTP FTP DNS等，可以直接提供给开发者使用。

传输层：网络间数据的传输，如：[TCP TDP，报文][TCP TDP]数据分割打包成帧

网络层：处理网络中流动的数据包，在复杂的网络段中选择一条传输路线，将数据包送到目的地。将现实中的寄快递（在快递上写上收件地址等信息，送到快递点（类似于路由器））

数据链路层：处理链接网络的硬件部分，如：网络适配器，硬件驱动，操作系统，光纤。

![1240 1][]

HTTP请求过程中的重要概念！

1.数据包在网络层怎么走的呢？

在数据包传输过程中，需要不断使用地址解析协议（IP和MAC地址对应的表，互相反查），进行路由选择（将数据包丢给一个路由器，路由器会根据数据包上带的地址，自动分拣，传给它认为比较好的下一站路，直到到达目的地）

![1240 2][]

2.TCP通讯三次握手

*  客户端先发送一个SYN(synchronize)
 *  服务端收到后，返回一个SYN(synchronize)/ACK（acknowledgement）
 *  客户端发送一个ACK（acknowledgement）

3.DNS域名解析服务：在浏览器输入url后，点击enter。

1.网络首先会拿填写的域名到dns服务器查询对应的IP地址。  
2.浏览器将请求传给返回的IP地址。

4.HTTP与HTTPS通信的区别

![1240 3][]

只是在应用层与传输层之间添加了一个SSL层

### HTTPS为什么会安全？ ###

既然HTTPS是披着SSL外衣的HTTP，那SSL是什么呢？

SSL是安全套接字层，是目前比较成熟的提供可靠数据传输的安全协议。SSL可以提供证书[认证，数据加密，完][Link 1]整性保护等保护性策略。

数据加密原理

SSL采用的加密策略是：非对此加密+对称加密的混合加密方式

*  对成加密：单纯的对称加密，加密解密的效率高，但是在客户端于服务端共享密钥时，容易被中间劫持泄露，不够安全
 *  非对称加密：是新一代加密方案，加密解密销量低，但是可以实现密钥的安全传输，想通过公钥解出私钥难道极大，基本不可能。

最中采用在第一次交换共享密钥时，使用非对称加密。然后用共享密钥加密。这样既避免了密钥被劫持，又保证了效率

数据完整性策略

采用报文摘要的策略，防止报文主题被修改。  
在报文发送前，先通过md5-base64加密，得到一个报文主体的摘要，把这个摘要放到请求首部中，等服务器收到信息，采用同样的算法，加密报文主体，根据得到的结果是否和报文摘要一致来判断数据的完整性。

SSL和TLS的关系

目前常见的加密协议有两个SSL3.0和TLS1.0，它们之间有什么区别呢？

*  SSL（Secure Socket Layer）：是有浏览器开发商网景通信公司发起并开发到了SSL3.0版本
 *  TLS（Transport Layer Security）：后面主导权移交给了IETF组织，他们在SSL3.0基础上开发了 TLS一系列版本。它们是“父子”关系。

HTTPS协议安全通信步骤

[HTTPS协议安全通信][Link 1]步骤中有三个主角元素：客户端，服务器，第三方可信任的证书颁发机构。

过程如下：

1.  服务器的运维人员向“第三方可信任的证书颁发机构”提供公司的有效信息+公钥。
2.  “第三方可信任的证书颁发机构”认证公司有效，就用“第三方可信任的证书颁发机构”的私钥给服务器的公钥签名，然后创建一个证书，证书中加入了公钥+公钥签名结果，发给服务器。服务器运营人员需要支付一定的费用。
3.  客服端安装浏览器，浏览器内部内置了“第三方可信任的证书颁发机构”的根证书，里面包含了“第三方可信任的证书颁发机构”的公钥信息  
    //正式开始SSL通信
4.  客户端发送请求给ClientHello到服务器，请求报文中包含客户端支持的SSL指定版本号，加密组件列表（使用的加密算法和密钥长度）
5.  服务端收到请求后，也回发生个ClientHello回应，里面包含了使用的SSL版本和加密组件（该加密组件是从客户端发生的列表中筛选出来的）
6.  紧接着服务器发生证书报文（Certificate），将服务器申请的公钥证书传给客户端
7.  然后服务器发生一个Server Hello Done报文给客户端，表示初期阶段的SSL握手协商结束。
8.  客户端收到服务器发来的公钥证书后，拿本地存储的第三方机构根证书中的公钥对证书中的签名信息解密，如果解密的结构同证书中的原始服务器公钥信息一样，证明服务器可信。
9.  接着客户端在本地生成一个随机密码字符串。用服务器的公钥加密这个字符串，将得到的结果传递给服务器器。
10. 然后客户端再发送一个Change Cipher Spec报文（修改加密规则说明）给服务器，告诉服务器下面的通信将采用刚才的随机密码字符串作为加密密钥。
11. 最后客户端发生一个Finish报文，报文中包含了从连接到现在所有报文的整体校验码，上面一系列的握手协商是否能最后成功，就看服务器能否正确解密这个Finish报文了。
12. 服务器正确解密后，也发送个Change Cipher Spec报文（修改加密规则说明）给客户端。
13. 最后服务端也发送个Finish报文让客户端解密验证。
14. 等客户端、服务器两者的Finished报文都正常交换后，SSL连接算是正式建立完成。下面的通信就会受到SSL的加密保护。
15. 现在客户端就可以安全的给服务器发送简单的应用层协议（http）了，并得到受保护的响应
16. 最后通讯完成，由客户端发送close\_notify报文，通知服务器断开链接。

***扩展阅读***

[关于Http协议，你必须要知道的][Http]  
[http协议无状态中的 "状态" 到底指的是什么？！][http_ _]

[几张趣图助你理解HTTP状态码][HTTP 1]

[话说 SVN 与 GIT 的区别][SVN _ GIT]

[科普：String hashCode 方法为什么选择数字31作为乘子][String hashCode _31]

> 作者：滴水微澜
> 
> 来源：http://www.cnblogs.com/zhou--fei/p/9932821.html

![1240 4][]

[HTTPS]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247484308&idx=2&sn=c10234ed083aac722a2185874c350970&chksm=fe79524cc90edb5a3bb056b4469ae9853502391d79d22799c48588f5c471fcf1295243b58f74&scene=21#wechat_redirect
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[HTTP]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247485105&idx=3&sn=c4be4d038aee4fd492844103ac461ada&chksm=fe795769c90ede7fb47bcdacb5e219aa0fffc3dd7b91fe6ed313cf7d8eb7c6f0b779e2876812&scene=21#wechat_redirect
[TCP TDP]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247486516&idx=3&sn=ca98cf94a55037c00454df5ea01538d2&chksm=fe795decc90ed4fa06357eef6acf9f32c30438f05e7ffa9d814ec680bb9e61c95d0d392d4c09&scene=21#wechat_redirect
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[1240 2]: /images/20211214/f43c7176c61346099e29091ee456b6e5.png
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[Link 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247485123&idx=2&sn=065cd99bd42675e4016ebae1d2d07709&chksm=fe79571bc90ede0d0f3864e6f763dfd854ed0fde1be1a97a8ad4bd6baeb1639e49e800940b51&scene=21#wechat_redirect
[Http]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247485934&idx=1&sn=e0c1406e79b2aefede8131a225d19124&chksm=fe795836c90ed120027519259944222fef6f1f9791c3b702c7406c6cd282aeb59f10bb166673&scene=21#wechat_redirect
[http_ _]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247485621&idx=2&sn=bc92a72f3e7e85a83c82cac7f0198fb9&chksm=fe79596dc90ed07be276b3af270b708b19bc3440a87a99110b275661989a89b304857c528463&scene=21#wechat_redirect
[HTTP 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247484202&idx=2&sn=25a6f7fcced30156ff7fe342ce7b5a8a&chksm=fe7952f2c90edbe4e19681c1665b17a93a6a81e8ecc97f6a997de814bd883c330189a7fd9efe&scene=21#wechat_redirect
[SVN _ GIT]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247484591&idx=2&sn=201bfe31fba1ec8cda68ca8c88c85cf2&chksm=fe795577c90edc61662f72d945ec0e44a5e271c1c6745e38615dd770a10a546f122a492eca90&scene=21#wechat_redirect
[String hashCode _31]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTAzNjM0Mw==&mid=2247486337&idx=1&sn=99963ff94b872c6f10647c7e16736999&chksm=fe795a59c90ed34f076adf7c5be6fd1f08b7972f5041d3e1a54da4c6123743b5bd82d9ffac7d&scene=21#wechat_redirect
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