轉(zhuǎn)自：“HTTPS”安全在哪里炸渡？ - 技術(shù)分享 - Bugly - Powered by Bugly!

背景

最近基于興趣學(xué)學(xué)習(xí)了下 HTTPS 相關(guān)的知識(shí)谐丢，在此記錄下學(xué)習(xí)心得严沥。

在上網(wǎng)獲取信息的過(guò)程中焕盟，我們接觸最多的信息加密傳輸方式也莫過(guò)于 HTTPS 了夜畴。每當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)站點(diǎn)，瀏覽器的地址欄中出現(xiàn)綠色圖標(biāo)時(shí)址貌，意味著該站點(diǎn)支持 HTTPS 信息傳輸方式铐拐。我們知道 HTTPS 是我們常見(jiàn)的 HTTP 協(xié)議與某個(gè)加密協(xié)議的混合體，也就是 HTTP+S练对。這個(gè) S 可以是 TLS（安全傳輸層協(xié)議）遍蟋、也可以是 SSL（安全套接層），不過(guò)我更認(rèn)可另一個(gè)抽象概括的說(shuō)法螟凭，HTTP+Security匿值。不過(guò)要談?wù)?HTTPS 為何安全，還得從 HTTP 為何不安全說(shuō)起赂摆。

假設(shè)你現(xiàn)在正坐在教室里上課，現(xiàn)在你非常想和走道旁的迷人的 TA 說(shuō)一些話钟些，一般這個(gè)時(shí)候你會(huì)用“傳紙條”的方式來(lái)交流烟号。而這個(gè)方式和 TCP/IP 協(xié)議基本的工作模式十分相像：

通過(guò)小動(dòng)作引起對(duì)方注意；

? ? ? ? ? ? ?1.對(duì)方以多種可能的方式（注視政恍、肢體語(yǔ)言等）回應(yīng)于你汪拥；

? ? ? ? ? ? ?2.你確認(rèn)對(duì)方感知到你后，將紙條傳給對(duì)方篙耗；

? ? ? ? ? ? ?3.對(duì)方閱讀紙條迫筑；

? ? ? ? ? ? ?4.對(duì)方給予你閱讀后的反應(yīng)；

怎么樣宗弯，這個(gè)流程是不是很熟悉脯燃？

如果你要傳遞紙條的 TA 距離你很遠(yuǎn)怎么辦？HTTP 協(xié)議就是指你在紙條上寫明你要傳給的 TA 是誰(shuí)蒙保，或者 TA 的座位在哪辕棚，接著只需要途徑的同學(xué)拿到紙條后根據(jù)紙條上的指示依次將紙條傳過(guò)去就 OK 了。

這個(gè)時(shí)候問(wèn)題來(lái)了：途徑的同學(xué)完全可以觀看并知道你在紙條上寫了什么。

這就是 HTTP 傳輸所面臨的問(wèn)題之一：中間人攻擊逝嚎，指消息傳遞的過(guò)程中扁瓢，處在傳遞路徑上的攻擊者可以嗅探或者竊聽(tīng)傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

加密

HTTPS 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題补君，采用了“加密”的方式來(lái)解決引几。最著名原始的加密方法就是對(duì)稱加密算法了，就是雙方約定一個(gè)暗號(hào)挽铁，用什么字母替換什么字母之類的∥拔Γ現(xiàn)在一般采用一種叫 AES（高級(jí)加密算法）的對(duì)稱算法。

對(duì)稱加密算法既指加密和解密需要使用的密鑰 key 是一樣的屿储。

AES 在數(shù)學(xué)上保證了贿讹，只要你使用的 key 足夠長(zhǎng)，破解幾乎是不可能的（除非光子計(jì)算機(jī)造出來(lái)了）

我們先假設(shè)在沒(méi)有密鑰 key 的情況下够掠，密文是無(wú)法被破解的民褂，然后再回到這個(gè)教室。你將用 AES 加密后的內(nèi)容噌噌噌地寫在了紙條上疯潭，正要傳出去的時(shí)候你突然想到赊堪，TA 沒(méi)有 key 怎么解密內(nèi)容呀，或者說(shuō)竖哩，應(yīng)該怎么把 key 給TA哭廉？

如果把 key 也寫在紙條上，那么中間人照樣可以破解竊聽(tīng)紙條內(nèi)容相叁。也許在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中你有其他辦法可以把 key 通過(guò)某種安全的渠道送到 TA 的手里遵绰，但是互聯(lián)網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)難度就比較大了，畢竟不管怎樣增淹，數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)那些路由椿访。

于是聰明的人類發(fā)明了另一種加密算法——非對(duì)稱加密算法。這種加密算法會(huì)生成兩個(gè)密鑰（key1 和 key2）虑润。凡是 key1 加密的數(shù)據(jù)成玫，key1 自身不能解密，需要 key2 才能解密拳喻；凡事 key2 加密的數(shù)據(jù)哭当，key2 自身不能解密，只有 key1 才能解密冗澈。

目前這種算法有很多中钦勘，最常用的是 RSA。其基于的數(shù)學(xué)原理是：

兩個(gè)大素?cái)?shù)的乘積很容易算亚亲，但是用這個(gè)乘積去算出是哪兩個(gè)素?cái)?shù)相乘就很復(fù)雜了个盆。好在以目前的技術(shù)脖岛，分解大數(shù)的素因確實(shí)比較困難，尤其是當(dāng)這個(gè)大數(shù)足夠大的時(shí)候（通常使用2的10次方個(gè)二進(jìn)制位那么大）颊亮，就算是超級(jí)計(jì)算機(jī)柴梆，解密也需要非常長(zhǎng)的時(shí)間。

現(xiàn)在就把這種非對(duì)稱加密的方法應(yīng)用在我們教室傳紙條的場(chǎng)景里终惑。

你在寫紙條內(nèi)容之前先用 RSA 技術(shù)生成了一對(duì)密鑰 k1 和 k2绍在。

你把 k1 用明文傳了出去，路經(jīng)也許有人會(huì)截取雹有，但是沒(méi)有用偿渡，k1 加密的數(shù)據(jù)需要 k2 才可以破解，而 k2 在你自己手中霸奕。

k1 傳到了目的人溜宽，目的人會(huì)去準(zhǔn)備一個(gè)接下來(lái)準(zhǔn)備用于對(duì)稱加密（AES）的傳輸密鑰 key，然后用收到的 k1 把 key 加密质帅，傳給你适揉。

你用手上的 k2 解出 key 后，全教室只有你和你的目的人擁有這個(gè)對(duì)稱加密的 key煤惩，你們倆就可以盡情聊天不怕竊聽(tīng)啦~

這里也許你會(huì)有問(wèn)題嫉嘀，為什么不直接用非對(duì)稱加密來(lái)加密信息，而是加密 AES 的 key 呢魄揉？

因?yàn)榉菍?duì)稱加密和解密的平均消耗時(shí)間比較長(zhǎng)剪侮，為了節(jié)省時(shí)間提高效率，我們通常只是用它來(lái)交換密鑰洛退，而非直接傳輸數(shù)據(jù)瓣俯。

然而使用非對(duì)稱加密真的可以防范中間人攻擊嗎？

雖然看上去很安全兵怯，但是實(shí)際上卻擋不住可惡的中間人攻擊降铸。

假設(shè)你是 A，你的目的地是 B摇零，現(xiàn)在要途徑一個(gè)惡意同學(xué)M。

中間人的惡意之處在于它會(huì)偽裝成你的目標(biāo)桶蝎。

當(dāng)你要和 B 完成第一次密鑰交換的時(shí)候驻仅，M 把紙條扣了下來(lái)，假裝自己是B并偽造了一個(gè) key登渣，然后用你發(fā)來(lái)的 k1 加密了 key 發(fā)還給你噪服。

你以為你和 B 完成了密鑰交換，實(shí)際上你是和 M 完成了密鑰交換胜茧。

同事 M 和 B 完成一次密鑰交換粘优，讓 B 以為和 A 你完成了密鑰交換仇味。

現(xiàn)在整體的加密流程變成了A（加密鏈接1）->M(明文)->B(加密鏈接2)的情況了，這時(shí)候 M 依然可以知道A和B傳輸?shù)娜肯ⅰ?/p>

這個(gè)時(shí)候就是體現(xiàn) HTTPS 和傳紙條的區(qū)別了雹顺。在教室里丹墨，你是和一位與你身份幾乎對(duì)等的的對(duì)象來(lái)通信；而在訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)嬉愧，對(duì)方往往是一個(gè)比較大（或者知名）的服務(wù)者贩挣，他們有充沛的資源，或許他們可以向你證明他們的合法性没酣。

此時(shí)我們需要引入一個(gè)非常權(quán)威的第三方王财，一個(gè)專門用來(lái)認(rèn)證網(wǎng)站合法性的組織，可以叫做 CA（Certificate Authority）裕便。各個(gè)網(wǎng)站服務(wù)商可以向 CA 申請(qǐng)證書绒净，使得他們?cè)诮踩B接時(shí)可以帶上 CA 的簽名。而 CA 得安全性是由操作系統(tǒng)或者瀏覽器來(lái)認(rèn)證的偿衰。

你的 Windows挂疆、Mac、Linux哎垦、Chrome囱嫩、Safari 等會(huì)在安裝的時(shí)候帶上一個(gè)他們認(rèn)為安全的 CA 證書列表，只有和你建立安全連接的網(wǎng)站帶有這些CA的簽名漏设，操作系統(tǒng)和瀏覽器才會(huì)認(rèn)為這個(gè)鏈接是安全的墨闲，否則就有可能遭到中間人攻擊。

一旦某個(gè) CA 頒發(fā)的證書被用于的非法途徑郑口，那么這個(gè) CA 之前頒發(fā)過(guò)的所有證書都將被視為不安全的鸳碧，這讓所有 CA 在頒發(fā)證書時(shí)都十分小心，所以 CA 證書在通常情況下是值得信任的犬性。

總結(jié)

使 HTTP 后面增加一個(gè)S（Security）的技術(shù)瞻离，正是 對(duì)稱加密 + 非對(duì)稱加密 + CA 認(rèn)證 這三種技術(shù)的混合體。當(dāng)然這個(gè)主要是 HTTPS 的基本原理乒裆，真正實(shí)際中的 HTTPS 的協(xié)議是比以上的描述更為復(fù)雜一些的套利，并且其中任何一步稍有閃失，整個(gè)流程都將不再安全鹤耍。

這也是為什么 HTTPS 協(xié)議從 SSL 1.0升級(jí)到 SSL 3.0肉迫，再被 TLS 1.0 現(xiàn)在被 TLS 1.3取代，其背后都是一個(gè)個(gè)細(xì)節(jié)上的優(yōu)化稿黄，以防有任何閃失喊衫。

TLS 協(xié)議相比 SSL 協(xié)議增加了傳輸層的安全保證。