HTTPS协议是如何进行加密传输的

正文

HTTP 与 HTTPS 有哪些区别？

1. HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，存在安全风险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在TCP 和 HTTP ⽹络层之间加⼊了 SSL/TLS 安全协议，使得报文能够加密传输。

2. HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握手之后便可进⾏ HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进⾏ SSL/TLS 的握手过程，才可进⼊加密报文传输。

3. HTTP 的端口号是 80，HTTPS 的端口号是 443。

4. HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。

HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加⼊了 SSL/TLS 协议

• 信息加密：交互信息无法被窃取，但你的号会因为「自身忘记」账号而没。
• 校验机制：无法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示，但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾广告。
• 身份证书：证明淘宝是真的淘宝⽹，但你的钱还是会因为「剁手」而没。

可见，只要自身不做「恶」，SSL/TLS 协议是能保证通信是安全的

1. 混合加密

通过混合加密的方式可以保证信息的机密性，解决了窃听的风险。

HTTPS 采用的是对称加密和非对称加密结合的「混合加密」方式：

• 在通信建立前采用非对称加密的方式交换「会话秘钥」，后续就不再使用非对称加密。

• 在通信过程中全部使用对称加密的「会话秘钥」的方式加密明文数据。

采用「混合加密」的方式的原因：

• 对称加密只使用⼀个密钥，运算速度快，密钥必须保密，无法做到安全的密钥交换。

• 非对称加密使用两个密钥：公钥和私钥，公钥可以任意分发而私钥保密，解决了密钥交换问题但速度慢。

2. 摘要算法

摘要算法用来实现完整性，能够为数据生成独⼀无二的「指纹」，用于校验数据的完整性，解决了篡改的风险。

客户端在发送明文之前会通过摘要算法算出明文的「指纹」，发送的时候把「指纹 + 明文」⼀同加密成密文后，发送给服务器，服务器解密后，用相同的摘要算法算出发送过来的明文，通过⽐较客户端携带的「指纹」和当前算出的「指纹」做⽐较，若「指纹」相同，说明数据是完整的。

3. 数字证书

客户端先向服务器端索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用⾃⼰的私钥解密。

这就存在些问题，如何保证公钥不被篡改和信任度？

所以这⾥就需要借助第三方权威机构 CA （数字证书认证机构），将服务器公钥放在数字证书（由数字证书认证机构颁发）中，只要证书是可信的，公钥就是可信的。

通过数字证书的方式保证服务器公钥的身份，解决冒充的风险。

HTTPS 是如何建立连接的？其间交互了什么？

SSL/TLS 协议基本流程：

• 客户端向服务器索要并验证服务器的公钥。
• 双方协商生产「会话秘钥」。
• 双方采用「会话秘钥」进⾏加密通信。

SSL/TLS 协议建立的详细流程：

1. ClientHello

首先，由客户端向服务器发起加密通信请求，也就是 ClientHello 请求。 在这⼀步，客户端主要向服务器发送以下信息：

（1）客户端支持的 SSL/TLS 协议版本，如 TLS 1.2 版本。
（2）客户端生产的随机数（ Client Random ），后面用于生产「会话秘钥」。
（3）客户端支持的密码套件列表，如 RSA 加密算法。

2. SeverHello

服务器收到客户端请求后，向客户端发出响应，也就是 SeverHello 。服务器回应的内容有如下内容：

（1）确认 SSL/ TLS 协议版本，如果浏览器不支持，则关闭加密通信。
（2）服务器生产的随机数（ Server Random ），后面用于生产「会话秘钥」。
（3）确认的密码套件列表，如 RSA 加密算法。
（4）服务器的数字证书。

3. 客户端回应

客户端收到服务器的回应之后，首先通过浏览器或者操作系统中的 CA 公钥，确认服务器的数字证书的真实性。
如果证书没有问题，客户端会从数字证书中取出服务器的公钥，然后使用它加密报文，向服务器发送如下信息：

（1）⼀个随机数（ pre-master key ）。该随机数会被服务器公钥加密。
（2）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
（3）客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这⼀项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要，用来供服务端校验。上面第⼀项的随机数是整个握手阶段的第三个随机数，这样服务器和客户端就同时有三个随机数，接着就用双方协商的加密算法，各⾃生成本次通信的「会话秘钥」。

4. 服务器的最后回应

服务器收到客户端的第三个随机数（ pre-master key ）之后，通过协商的加密算法，计算出本次通信的「会话秘钥」。然后，向客户端发生最后的信息：

（1）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
（2）服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这⼀项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要，用来供客户端校验。⾄此，整个 SSL/TLS 的握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进⼊加密通信，就完全是使用普通的 HTTP协议，只不过用「会话秘钥」加密内容。

参考

1. 图解网络 - 小林Coding - CSDN ↩