次世代 HTTP -- HTTPS/HTTP 2.0

做爲一個前端，在 2018 年你確定聽過或者已經使用了 HTTPS 和 HTTP 2.0，若是你還沒了解過的話，那我讓我帶你一探究竟吧~

HTTP

超文本傳輸協議 -- HTTP，是被普遍使用的用於 Web 瀏覽器和服務器之間通訊的一個協議，它是無狀態協議，不會在請求與請求之間保存狀態和數據，一般基於 TCP/IP 層。

HTTP 從一開始的 0.9 版本，發展到 1.0/1.1 版本，其中經歷了緩存處理的改進、method 的增長和長鏈接的支持等等。HTTP 1.x 版本已經被使用超過了 20 年，直至今天還仍然被普遍採用。可是，隨着互聯網的飛速發展，這個版本存在着一些問題：

• 基於 TCP/IP 的明文傳輸，可能會被竊聽，缺乏身份驗證與加密，可能會被假裝，沒法證實報文的完整，可能會被篡改，沒法保證數據的安全性。
• 隊頭阻塞（head of line blocking），瀏覽器發出的請求都須要排隊，依次進行處理和響應。
• 鏈接沒法複用，每次請求都須要從新創建鏈接，都必須通過三次握手和慢啓動，分別影響高延遲和大文件請求的場景。

安全問題首當其衝，在 1994 年的時候，爲傳輸安全保駕護航的 HTTPS 誕生了。

HTTPS

HTTPS (HTTP over SSL/TLS)，嚴格地講，並非一個單獨的協議，而是對工做在一加密鏈接（TLS 或 SSL）上的常規 HTTP 協議的稱呼。HTTP 先與 SSL 通信，再有 SSL 和 TCP 通信。

HTTPS = HTTP + 加密 + 認證 + 完整性保護

HTTPS 加密的原理？

前面說到 HTTPS 是 over SSL 的，那麼也就是說通過了 SSL 這一加密處理方式進行了通訊過程的加密。

HTTPS 的加密包括了對稱與非對稱加密。因爲對稱加密，祕鑰容易被泄露，而非對稱加密解密的過程耗時又長，因此索性把這二者結合，利用非對稱加密來加密對稱加密的祕鑰，即利用了非對稱加密安全性高的特色，又利用了對稱加密速度快，效率高的好處。也就是所謂的混合加密。

• 非對稱加密

  • 首先，服務端保有公鑰和私鑰，提供公鑰向數字認證機構申請證書，將證書發送給客戶端
  • 客戶端利用瀏覽器內置的 CA 公鑰去解密證書
  • 若是證書沒問題，客戶端生成一個對稱加密的隨機祕鑰，再利用剛剛解密的服務器端的公鑰對隨機祕鑰進行加密，發送給服務器端
  • 服務端利用本身的私鑰解密，獲得隨機祕鑰

• 對稱加密

  • 以後客戶端和服務端會利用這個非對稱加密加密過的隨機祕鑰，對以後的請求進行對稱加密。

如此一來，HTTPS 便解決了安全問題：

• 全部信息都是加密傳播，黑客沒法竊聽。
• 具備校驗機制，一旦被篡改，通訊雙方會馬上發現。
• 配備身份證書，防止身份被冒充。

PS: 爲何 12306 改版之前，證書那塊會顯示一個紅叉？

1. 根證書不被操做系統信任，須要自行安裝證書。
2. 其證書使用了不安全的 sha1 算法，未能經過瀏覽器驗證。

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解決完安全問題，咱們來看看速度與延遲問題是如何被解決的。

攪局者 SPDY

2012 年，Google 提出 SPDY，爲 HTTP 2.0 的誕生奠基了一個十分紮實的基礎，（HTTP 2.0 的主要設計思想源自於 SPDY）它提出：

• 多路複用（multiplexing）

  HTTP 1.x 在一條 TCP 鏈接上，多個請求只能串行執行。而 SPDY 使多個請求 stream 共享一個 TCP 鏈接的方式，作到了同時響應多個請求，解決了隊頭阻塞的問題。

• 請求優先級（request prioritization）

  控制多路複用的請求優先級（例如設置 CSS 的優先級比圖片高）

• header 壓縮

  顧名思義，對 header 進行壓縮。HTTP1.x 的 header 不少時候都是重複多餘的。選擇合適的壓縮算法能夠減少包的大小和數量。SPDY 對 header 的壓縮率能夠達到 80% 以上，低帶寬環境下效果很大，對解決慢啓動問題也有幫助。

• 服務端推送（server push）

  服務端可以更快的把資源推送給客戶端。

• 強制使用 HTTPS

HTTP 2.0

在 SPDY 的基礎之上，HTTP 2.0 誕生了，爲了給 HTTP 2.0 鋪路，Google 甚至在後期中止對 SPDY 的支持。HTTP 2.0 能夠說是 SPDY 的升級版，看看如下特性你就知道了：

• 多路複用

  HTTP 2.0 讓每一個 request 對應一個 stream 並分配一個 id，經過一個鏈接多 stream 的方式，每一個 stream 的 frame 能夠隨機的混雜在一塊兒，併發響應。

• header 壓縮
• 服務端推送

HTTP 2.0 與 SPDY 不一樣的地方

• 新的二進制格式
• 支持明文傳輸
• hedaer 壓縮算法與 SPDY 不一樣

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講了這麼多，但願能加強你對 HTTPS 和 HTTP 2.0 的瞭解。若有錯誤，懇請斧正！