HTTPS

HTTPS 基于 HTTP，通过 SSL 或 TLS 提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护功能。
HTTPS = HTTP + SSL 协议或 TLS 协议。也就是说 https 本质上是基于 http 协议的，只不过增加了一个安全层(SSL 协议或 TLS 协议)。
HTTPS 的目的是解决 http 传输过程中不安全的问题，简单来说它解决了三件事：
  • 数据明文传输，易泄露隐私
  • 无法对服务器进行身份认证。
  • 数据传输过程中易被篡改

加密

解决数据泄露的最好方式是对数据进行加密。https 使用了公钥加密和对称密钥加密结合的方式来加密数据，保证数据不会在传输过程中泄露信息。
公钥加密是服务器将公钥传给客户端，而私钥自己保存，客户端拿到公钥后对数据进行加密，然后发送到服务器上，只有服务器的私钥才能解密，也就是说只要服务器的私钥不泄露，安全性还是很高的。
对称加密是加密和解密都是同一个密钥，这种方式效率比较高，但是有个很大的问题，就是如何将密钥传给客户端，如果直接传输，那么就会很容易造成密钥泄露，那么加密就形同虚设了。
公钥加密的特点是安全性高，但是效率低，而对称密钥加密的特点是效率高，但是安全性低。
https 利用了两者的特点，先用公钥加密的方式将密钥传给客户端，这样解决了密钥泄露的风险，然后双方再使用对称密钥的方式进行加密通讯。

身份认证

https 通过数字证书来解决身份认证的问题。
第三方权威机构，对服务器进行认证，然后对服务器的公开密钥进行数字签名，并且将此公钥放入到为此服务器颁发的数字证书之中。
当客户端请求 https 时，服务器只需将数字证书发送给客户端，客户端可以通过数字证书进行认证，数字证书有两个作用。
  • 一是数字证书是经过权威机构加密过的，浏览器中内置解密密钥，同时数字证书难以伪造，因此将服务器公钥放入数字证书中可以避免公钥被篡改或者替换。
  • 二是客户端可以通过数字证书来对服务器进行身份认证，判断该服务器是否可以信赖。

避免篡改

HTTPS 在发送数据时会附加一种叫做 MAC(消息身份验证码)的报文摘要，MAC 能够查知报文是否遭到篡改，从而保护报文的完整性。

HTTPS 握手流程

可以分为三步： 密钥协商、认证、加密
  1. 双发“协商”要使用的加密组件和 SSL(或 TLS)版本
  1. 服务器发送数字证书，客户端进行验证，并且从中去除公钥
  1. 客户端用取出来的公钥加密随机密码串，并发送服务器，服务器接收后用私钥解密，然后双发使用随机密码串来进行对称密钥加密通讯。
具体步骤
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HTTPS通信
步骤 1： 客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL 通信。报文中包含客户端支持的 SSL 的指定版本、加密组件（Cipher Suite）列表（所使用的加密算法及密钥长度等）。步骤 2： 服务器可进行 SSL 通信时，会以 Server Hello 报文作为应答。和客户端一样，在报文中包含 SSL 版本以及加密组件。服务器的加密组件内容是从接收到的客户端加密组件内筛选出来的。步骤 3： 之后服务器发送 Certificate 报文。报文中包含公开密钥证书。步骤 4： 最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端，最初阶段的 SSL 握手协商部分结束。步骤 5: SSL 第一次握手结束之后，客户端以 Client KeyExchange 报文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-master secret 的随机密码串。该报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。步骤 6： 接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。该报文会提示服务器，在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret 密钥加密。步骤 7： 客户端发送 Finished 报文。该报文包含连接至今全部报文的整体校验值。这次握手协商是否能够成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准。步骤 8： 服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。步骤 9： 服务器同样发送 Finished 报文。步骤 10： 服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接就算建立完成。当然，通信会受到 SSL 的保护。从此处开始进行应用层协议的通信，即发送 HTTP 请求。步骤 11： 应用层协议通信，即发送 HTTP 响应。步骤 12： 最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close_notify 报文。上图做了一些省略，这步之后再发送 TCP FIN 报文来关闭与 TCP 的通信。