Https 介紹
什么是Https
HTTPS（全稱：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer）茅信，是以安全為目標(biāo)的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版墓臭。即HTTP下加入SSL層蘸鲸，HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL畸写，因此加密的詳細內(nèi)容就需要SSL
Https的作用
內(nèi)容加密 建立一個信息安全通道狱意，來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?br>
身份認證 確認網(wǎng)站的真實性
數(shù)據(jù)完整性 防止內(nèi)容被第三方冒充或者篡改
Https的劣勢
對數(shù)據(jù)進行加解密決定了它比http慢需要進行非對稱的加解密锄码，且需要三次握手涩搓。首次連接比較慢點最楷，當(dāng)然現(xiàn)在也有很多的優(yōu)化踏拜。
出于安全考慮豆励，瀏覽器不會在本地保存HTTPS緩存拳芙。實際上洼滚，只要在HTTP頭中使用特定命令埂息，HTTPS是可以緩存的。Firefox默認只在內(nèi)存中緩存HTTPS遥巴。但是千康，只要頭命令中有Cache-Control: Public，緩存就會被寫到硬盤上挪哄。 IE只要http頭允許就可以緩存https內(nèi)容吧秕，緩存策略與是否使用HTTPS協(xié)議無關(guān)。
HTTPS和HTTP的區(qū)別
https協(xié)議需要到CA申請證書迹炼。
http是超文本傳輸協(xié)議砸彬，信息是明文傳輸颠毙；https 則是具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議。
http和https使用的是完全不同的連接方式砂碉，用的端口也不一樣蛀蜜，前者是80，后者是443增蹭。
http的連接很簡單滴某，是無狀態(tài)的；HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進行加密傳輸滋迈、身份認證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議霎奢，比http協(xié)議安全。
http默認使用80端口饼灿，https默認使用443端口
下面就是https的整個架構(gòu)幕侠，現(xiàn)在的https基本都使用TLS了，因為更加安全碍彭，所以下圖中的SSL應(yīng)該換為SSL/TLS晤硕。
[圖片上傳中。庇忌。舞箍。（1）]
下面就上圖中的知識點進行一個大概的介紹。
加解密相關(guān)知識
對稱加密
對稱加密(也叫私鑰加密)指加密和解密使用相同密鑰的加密算法皆疹。有時又叫傳統(tǒng)密碼算法疏橄，就是加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來，同時解密密鑰也可以從加密密鑰中推算出來略就。而在大多數(shù)的對稱算法中软族，加密密鑰和解密密鑰是相同的，所以也稱這種加密算法為秘密密鑰算法或單密鑰算法残制。常見的對稱加密有：DES（Data Encryption Standard）立砸、AES（Advanced Encryption Standard）、RC4初茶、IDEA
非對稱加密
與對稱加密算法不同颗祝，非對稱加密算法需要兩個密鑰：公開密鑰（publickey）和私有密鑰（privatekey）；并且加密密鑰和解密密鑰是成對出現(xiàn)的恼布。非對稱加密算法在加密和解密過程使用了不同的密鑰螺戳，非對稱加密也稱為公鑰加密，在密鑰對中折汞，其中一個密鑰是對外公開的倔幼，所有人都可以獲取到，稱為公鑰爽待，其中一個密鑰是不公開的稱為私鑰损同。
非對稱加密算法對加密內(nèi)容的長度有限制翩腐，不能超過公鑰長度。比如現(xiàn)在常用的公鑰長度是 2048 位膏燃，意味著待加密內(nèi)容不能超過 256 個字節(jié)茂卦。
摘要算法
數(shù)字摘要是采用單項Hash函數(shù)將需要加密的明文“摘要”成一串固定長度（128位）的密文，這一串密文又稱為數(shù)字指紋组哩，它有固定的長度等龙，而且不同的明文摘要成密文，其結(jié)果總是不同的伶贰，而同樣的明文其摘要必定一致蛛砰。“數(shù)字摘要“是https能確保數(shù)據(jù)完整性和防篡改的根本原因黍衙。
數(shù)字簽名
數(shù)字簽名技術(shù)就是對“非對稱密鑰加解密”和“數(shù)字摘要“兩項技術(shù)的應(yīng)用暴备，它將摘要信息用發(fā)送者的私鑰加密，與原文一起傳送給接收者们豌。接收者只有用發(fā)送者的公鑰才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函數(shù)對收到的原文產(chǎn)生一個摘要信息浅妆，與解密的摘要信息對比望迎。如果相同，則說明收到的信息是完整的凌外，在傳輸過程中沒有被修改辩尊，否則說明信息被修改過，因此數(shù)字簽名能夠驗證信息的完整性康辑。數(shù)字簽名的過程如下：明文 --> hash運算 --> 摘要 --> 私鑰加密 --> 數(shù)字簽名
數(shù)字簽名有兩種功效：一摄欲、能確定消息確實是由發(fā)送方簽名并發(fā)出來的，因為別人假冒不了發(fā)送方的簽名疮薇。二胸墙、數(shù)字簽名能確定消息的完整性。
注意：數(shù)字簽名只能驗證數(shù)據(jù)的完整性按咒，數(shù)據(jù)本身是否加密不屬于數(shù)字簽名的控制范圍
數(shù)字證書
為什么要有數(shù)字證書迟隅？
對于請求方來說，它怎么能確定它所得到的公鑰一定是從目標(biāo)主機那里發(fā)布的励七，而且沒有被篡改過呢智袭？亦或者請求的目標(biāo)主機本本身就從事竊取用戶信息的不正當(dāng)行為呢？這時候掠抬，我們需要有一個權(quán)威的值得信賴的第三方機構(gòu)(一般是由政府審核并授權(quán)的機構(gòu))來統(tǒng)一對外發(fā)放主機機構(gòu)的公鑰吼野，只要請求方這種機構(gòu)獲取公鑰，就避免了上述問題的發(fā)生两波。
數(shù)字證書的頒發(fā)過程
用戶首先產(chǎn)生自己的密鑰對瞳步，并將公共密鑰及部分個人身份信息傳送給認證中心闷哆。認證中心在核實身份后，將執(zhí)行一些必要的步驟谚攒，以確信請求確實由用戶發(fā)送而來阳准，然后，認證中心將發(fā)給用戶一個數(shù)字證書馏臭，該證書內(nèi)包含用戶的個人信息和他的公鑰信息野蝇，同時還附有認證中心的簽名信息(根證書私鑰簽名)。用戶就可以使用自己的數(shù)字證書進行相關(guān)的各種活動括儒。數(shù)字證書由獨立的證書發(fā)行機構(gòu)發(fā)布绕沈，數(shù)字證書各不相同，每種證書可提供不同級別的可信度帮寻。
證書包含哪些內(nèi)容
證書頒發(fā)機構(gòu)的名稱
證書本身的數(shù)字簽名
證書持有者公鑰
證書簽名用到的Hash算法
驗證證書的有效性
瀏覽器默認都會內(nèi)置CA根證書乍狐，其中根證書包含了CA的公鑰
證書頒發(fā)的機構(gòu)是偽造的：瀏覽器不認識，直接認為是危險證書
證書頒發(fā)的機構(gòu)是確實存在的固逗，于是根據(jù)CA名浅蚪，找到對應(yīng)內(nèi)置的CA根證書、CA的公鑰烫罩。用CA的公鑰惜傲，對偽造的證書的摘要進行解密，發(fā)現(xiàn)解不了贝攒，認為是危險證書盗誊。
對于篡改的證書，使用CA的公鑰對數(shù)字簽名進行解密得到摘要A隘弊，然后再根據(jù)簽名的Hash算法計算出證書的摘要B哈踱，對比A與B，若相等則正常梨熙，若不相等則是被篡改過的开镣。
證書可在其過期前被吊銷，通常情況是該證書的私鑰已經(jīng)失密咽扇。較新的瀏覽器如Chrome哑子、Firefox、Opera和Internet Explorer都實現(xiàn)了在線證書狀態(tài)協(xié)議（OCSP）以排除這種情形：瀏覽器將網(wǎng)站提供的證書的序列號通過OCSP發(fā)送給證書頒發(fā)機構(gòu)肌割，后者會告訴瀏覽器證書是否還是有效的卧蜓。
1、2點是對偽造證書進行的把敞，3是對于篡改后的證書驗證弥奸，4是對于過期失效的驗證。
SSL 與 TLS
SSL (Secure Socket Layer奋早，安全套接字層)
SSL為Netscape所研發(fā)盛霎，用以保障在Internet上數(shù)據(jù)傳輸之安全赠橙，利用數(shù)據(jù)加密(Encryption)技術(shù)，可確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上之傳輸過程中不會被截取愤炸，當(dāng)前為3.0版本期揪。
SSL協(xié)議可分為兩層： SSL記錄協(xié)議（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的傳輸協(xié)議（如TCP）之上，為高層協(xié)議提供數(shù)據(jù)封裝规个、壓縮凤薛、加密等基本功能的支持。 SSL握手協(xié)議（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL記錄協(xié)議之上诞仓，用于在實際的數(shù)據(jù)傳輸開始前缤苫，通訊雙方進行身份認證、協(xié)商加密算法墅拭、交換加密密鑰等活玲。
TLS (Transport Layer Security，傳輸層安全協(xié)議)
用于兩個應(yīng)用程序之間提供保密性和數(shù)據(jù)完整性谍婉。TLS 1.0是IETF（Internet Engineering Task Force舒憾，Internet工程任務(wù)組）制定的一種新的協(xié)議，它建立在SSL 3.0協(xié)議規(guī)范之上穗熬，是SSL 3.0的后續(xù)版本镀迂，可以理解為SSL 3.1，它是寫入了 RFC 的死陆。該協(xié)議由兩層組成： TLS 記錄協(xié)議（TLS Record）和 TLS 握手協(xié)議（TLS Handshake）。較低的層為 TLS 記錄協(xié)議唧瘾，位于某個可靠的傳輸協(xié)議（例如 TCP）上面措译。
SSL/TLS協(xié)議作用：
認證用戶和服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的客戶機和服務(wù)器饰序；
加密數(shù)據(jù)以防止數(shù)據(jù)中途被竊攘旌纭；
維護數(shù)據(jù)的完整性求豫，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被改變塌衰。
TLS比SSL的優(yōu)勢
對于消息認證使用密鑰散列法：TLS 使用“消息認證代碼的密鑰散列法”（HMAC），當(dāng)記錄在開放的網(wǎng)絡(luò)（如因特網(wǎng)）上傳送時蝠嘉，該代碼確保記錄不會被變更最疆。SSLv3.0還提供鍵控消息認證，但HMAC比SSLv3.0使用的（消息認證代碼）MAC 功能更安全蚤告。
增強的偽隨機功能（PRF）：PRF生成密鑰數(shù)據(jù)努酸。在TLS中，HMAC定義PRF杜恰。PRF使用兩種散列算法保證其安全性获诈。如果任一算法暴露了仍源，只要第二種算法未暴露，則數(shù)據(jù)仍然是安全的舔涎。
改進的已完成消息驗證：TLS和SSLv3.0都對兩個端點提供已完成的消息笼踩，該消息認證交換的消息沒有被變更。然而亡嫌，TLS將此已完成消息基于PRF和HMAC值之上嚎于，這也比SSLv3.0更安全。
一致證書處理：與SSLv3.0不同昼伴，TLS試圖指定必須在TLS之間實現(xiàn)交換的證書類型匾旭。
特定警報消息：TLS提供更多的特定和附加警報，以指示任一會話端點檢測到的問題圃郊。TLS還對何時應(yīng)該發(fā)送某些警報進行記錄价涝。
SSL、TLS的握手過程
SSL與TLS握手整個過程如下圖所示持舆，下面會詳細介紹每一步的具體內(nèi)容：
[圖片上傳中色瘩。。逸寓。（2）]
客戶端首次發(fā)出請求
由于客戶端(如瀏覽器)對一些加解密算法的支持程度不一樣居兆，但是在TLS協(xié)議傳輸過程中必須使用同一套加解密算法才能保證數(shù)據(jù)能夠正常的加解密。在TLS握手階段竹伸，客戶端首先要告知服務(wù)端泥栖，自己支持哪些加密算法，所以客戶端需要將本地支持的加密套件(Cipher Suite)的列表傳送給服務(wù)端勋篓。除此之外吧享，客戶端還要產(chǎn)生一個隨機數(shù)，這個隨機數(shù)一方面需要在客戶端保存譬嚣，另一方面需要傳送給服務(wù)端钢颂，客戶端的隨機數(shù)需要跟服務(wù)端產(chǎn)生的隨機數(shù)結(jié)合起來產(chǎn)生后面要講到的 Master Secret 。
客戶端需要提供如下信息：
支持的協(xié)議版本拜银，比如TLS 1.0版
一個客戶端生成的隨機數(shù)殊鞭，稍后用于生成”對話密鑰”
支持的加密方法，比如RSA公鑰加密
支持的壓縮方法
服務(wù)端首次回應(yīng)
服務(wù)端在接收到客戶端的Client Hello之后尼桶，服務(wù)端需要確定加密協(xié)議的版本操灿，以及加密的算法，然后也生成一個隨機數(shù)泵督，以及將自己的證書發(fā)送給客戶端一并發(fā)送給客戶端牲尺，這里的隨機數(shù)是整個過程的第二個隨機數(shù)。
服務(wù)端需要提供的信息：
協(xié)議的版本
加密的算法
隨機數(shù)
服務(wù)器證書
客戶端再次回應(yīng)
客戶端首先會對服務(wù)器下發(fā)的證書進行驗證，驗證通過之后谤碳，則會繼續(xù)下面的操作溃卡，客戶端再次產(chǎn)生一個隨機數(shù)（第三個隨機數(shù)），然后使用服務(wù)器證書中的公鑰進行加密蜒简，以及放一個ChangeCipherSpec消息即編碼改變的消息瘸羡，還有整個前面所有消息的hash值，進行服務(wù)器驗證搓茬，然后用新秘鑰加密一段數(shù)據(jù)一并發(fā)送到服務(wù)器犹赖，確保正式通信前無誤【砺兀客戶端使用前面的兩個隨機數(shù)以及剛剛新生成的新隨機數(shù)峻村，使用與服務(wù)器確定的加密算法，生成一個Session Secret锡凝。
ChangeCipherSpecChangeCipherSpec是一個獨立的協(xié)議粘昨，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)包中就是一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，用于告知服務(wù)端窜锯，客戶端已經(jīng)切換到之前協(xié)商好的加密套件（Cipher Suite）的狀態(tài)张肾，準(zhǔn)備使用之前協(xié)商好的加密套件加密數(shù)據(jù)并傳輸了。
服務(wù)器再次響應(yīng)
服務(wù)端在接收到客戶端傳過來的第三個隨機數(shù)的 加密數(shù)據(jù)之后锚扎，使用私鑰對這段加密數(shù)據(jù)進行解密吞瞪，并對數(shù)據(jù)進行驗證，也會使用跟客戶端同樣的方式生成秘鑰驾孔，一切準(zhǔn)備好之后芍秆，也會給客戶端發(fā)送一個 ChangeCipherSpec，告知客戶端已經(jīng)切換到協(xié)商過的加密套件狀態(tài)翠勉，準(zhǔn)備使用加密套件和 Session Secret加密數(shù)據(jù)了妖啥。之后，服務(wù)端也會使用 Session Secret 加密一段 Finish 消息發(fā)送給客戶端眉菱，以驗證之前通過握手建立起來的加解密通道是否成功迹栓。
后續(xù)客戶端與服務(wù)器間通信
確定秘鑰之后掉分，服務(wù)器與客戶端之間就會通過商定的秘鑰加密消息了俭缓，進行通訊了。整個握手過程也就基本完成了酥郭。
值得特別提出的是：SSL協(xié)議在握手階段使用的是非對稱加密华坦，在傳輸階段使用的是對稱加密，也就是說在SSL上傳送的數(shù)據(jù)是使用對稱密鑰加密的不从！因為非對稱加密的速度緩慢惜姐，耗費資源。其實當(dāng)客戶端和主機使用非對稱加密方式建立連接后，客戶端和主機已經(jīng)決定好了在傳輸過程使用的對稱加密算法和關(guān)鍵的對稱加密密鑰歹袁，由于這個過程本身是安全可靠的坷衍，也即對稱加密密鑰是不可能被竊取盜用的，因此条舔，保證了在傳輸過程中對數(shù)據(jù)進行對稱加密也是安全可靠的枫耳，因為除了客戶端和主機之外，不可能有第三方竊取并解密出對稱加密密鑰孟抗！如果有人竊聽通信迁杨，他可以知道雙方選擇的加密方法，以及三個隨機數(shù)中的兩個凄硼。整個通話的安全铅协，只取決于第三個隨機數(shù)（Premaster secret）能不能被破解。
其他補充
對于非常重要的保密數(shù)據(jù)摊沉，服務(wù)端還需要對客戶端進行驗證狐史，以保證數(shù)據(jù)傳送給了安全的合法的客戶端。服務(wù)端可以向客戶端發(fā)出 Cerficate Request 消息坯钦，要求客戶端發(fā)送證書對客戶端的合法性進行驗證预皇。比如，金融機構(gòu)往往只允許認證客戶連入自己的網(wǎng)絡(luò)婉刀，就會向正式客戶提供USB密鑰吟温，里面就包含了一張客戶端證書。
PreMaster secret前兩個字節(jié)是TLS的版本號突颊，這是一個比較重要的用來核對握手數(shù)據(jù)的版本號鲁豪，因為在Client Hello階段，客戶端會發(fā)送一份加密套件列表和當(dāng)前支持的SSL/TLS的版本號給服務(wù)端律秃，而且是使用明文傳送的爬橡，如果握手的數(shù)據(jù)包被破解之后，攻擊者很有可能串改數(shù)據(jù)包棒动，選擇一個安全性較低的加密套件和版本給服務(wù)端糙申，從而對數(shù)據(jù)進行破解。所以船惨，服務(wù)端需要對密文中解密出來對的PreMaster版本號跟之前Client Hello階段的版本號進行對比柜裸，如果版本號變低，則說明被串改粱锐，則立即停止發(fā)送任何消息疙挺。
session的恢復(fù)
有兩種方法可以恢復(fù)原來的session：一種叫做session ID，另一種叫做session ticket怜浅。
session ID
session ID的思想很簡單铐然，就是每一次對話都有一個編號（session ID）蔬崩。如果對話中斷，下次重連的時候搀暑，只要客戶端給出這個編號沥阳，且服務(wù)器有這個編號的記錄，雙方就可以重新使用已有的”對話密鑰”自点，而不必重新生成一把沪袭。
session ID是目前所有瀏覽器都支持的方法，但是它的缺點在于session ID往往只保留在一臺服務(wù)器上樟氢。所以冈绊，如果客戶端的請求發(fā)到另一臺服務(wù)器，就無法恢復(fù)對話
session ticket
客戶端發(fā)送一個服務(wù)器在上一次對話中發(fā)送過來的session ticket埠啃。這個session ticket是加密的死宣，只有服務(wù)器才能解密，其中包括本次對話的主要信息碴开，比如對話密鑰和加密方法毅该。當(dāng)服務(wù)器收到session ticket以后，解密后就不必重新生成對話密鑰了潦牛。
目前只有Firefox和Chrome瀏覽器支持眶掌。
總結(jié)
https實際就是在TCP層與http層之間加入了SSL/TLS來為上層的安全保駕護航，主要用到對稱加密巴碗、非對稱加密朴爬、證書，等技術(shù)進行客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)加密傳輸橡淆，最終達到保證整個通信的安全性召噩。
