HTTPS加密原理

http(超文本傳輸協議)

一種屬於應用層的協議

缺點：

1. 通訊使用明文（不加密），內容可能會被竊聽
2. 不驗證通訊方的身份，所以有可能遭遇假裝
3. 沒法證實報文的完整性，因此有可能已遭篡改

優勢：

1. 傳輸速度快

https

HTTPS 並不是是應用層的一種新協議。只是 HTTP 通訊接口部分用 SSL （安全套接字層）和TLS （安全傳輸層協議）代替而已。即添加了加密及認證機制的 HTTP 稱爲 HTTPS （ HTTP Secure ）。

HTTP + 加密 + 認證 + 完整性保護 = HTTPS

使用兩把密鑰的公開密鑰加密

公開密鑰加密使用一對非對稱的密鑰。一把叫作私鑰，另外一把叫作公鑰。私鑰不能讓其餘任何人知道，而公鑰則能夠隨意發佈，任何人均可以得到。使用公鑰加密方式，發送密文的一方使用對方的公鑰進行加密處理，對方收到被加密的信息後，再使用本身的私鑰進行解密。利用這種方式，不須要發送用來解密的私鑰，也沒必要擔憂密鑰被攻擊者竊聽而盜走。

過程

①服務器把本身的公鑰登陸至數字證書認證機構。
②數字證書機構把本身的私有密鑰向服務器的公開密碼部署數字簽名並頒發公鑰證書。
③客戶端拿到服務器的公鑰證書後，使用數字證書認證機構的公開密鑰，向數字證書認證機構驗證公鑰證書上的數字簽名。以確認服務器公鑰的真實性。
④使用服務器的公開密鑰對報文加密後發送。
⑤服務器用私有密鑰對報文解密。

HTTPS通訊的步驟

①客戶端發送報文進行SSL通訊。報文中包含客戶端支持的SSL的指定版本、加密組件列表（加密算法及密鑰長度等）。
②服務器應答，並在應答報文中包含SSL版本以及加密組件。服務器的加密組件內容是從接受到的客戶端加密組件內篩選出來的。
③服務器發送報文，報文中包含公開密鑰證書。
④服務器發送報文通知客戶端，最初階段SSL握手協商部分結束。
⑤SSL第一次握手結束以後，客戶端發送一個報文做爲迴應。報文中包含通訊加密中使用的一種被稱Pre-master secret的隨機密碼串。該密碼串已經使用服務器的公鑰加密。
⑥客戶端發送報文，並提示服務器，此後的報文通訊會採用Pre-master secret密鑰加密。
⑦客戶端發送Finished報文。該報文包含鏈接至今所有報文的總體校驗值。此次握手協商是否可以完成成功，要以服務器是否可以正確解密該報文做爲斷定標準。
⑧服務器一樣發送Change Cipher Spec報文。
⑨服務器一樣發送Finished報文。
⑩服務器和客戶端的Finished報文交換完畢以後，SSL鏈接就算創建完成。
⑪應用層協議通訊，即發送HTTP響應。
⑫最後由客戶端斷開連接。斷開連接時，發送close_nofify報文。

1、什麼是HTTPS

在說HTTPS以前先說說什麼是HTTP，HTTP就是咱們平時瀏覽網頁時候使用的一種協議。HTTP協議傳輸的數據都是未加密的，也就是明文的，所以使用HTTP協議傳輸隱私信息很是不安全。爲了保證這些隱私數據能加密傳輸，因而網景公司設計了SSL（Secure Sockets Layer）協議用於對HTTP協議傳輸的數據進行加密，從而就誕生了HTTPS。SSL目前的版本是3.0，被IETF（Internet Engineering Task Force）定義在RFC 6101中，以後IETF對SSL 3.0進行了升級，因而出現了TLS（Transport Layer Security） 1.0，定義在RFC 2246。實際上咱們如今的HTTPS都是用的TLS協議，可是因爲SSL出現的時間比較早，而且依舊被如今瀏覽器所支持，所以SSL依然是HTTPS的代名詞，但不管是TLS仍是SSL都是上個世紀的事情，SSL最後一個版本是3.0，從此TLS將會繼承SSL優良血統繼續爲咱們進行加密服務。目前TLS的版本是1.2，定義在RFC 5246中，暫時尚未被普遍的使用。
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2、HTTPS到底安全嗎？

這個答案是確定的，很安全。谷歌公司已經行動起來要大力推廣HTTPS的使用，在將來幾周，谷歌將對全球全部本地域名都啓用HTTPS，用戶只要在搜索前用Google賬號登陸，以後全部的搜索操做都將使用TLS協議加密，
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3、HTTPS的工做原理

HTTPS在傳輸數據以前須要客戶端（瀏覽器）與服務端（網站）之間進行一次握手，在握手過程當中將確立雙方加密傳輸數據的密碼信息。TLS/SSL協議不只僅是一套加密傳輸的協議，更是一件通過藝術家精心設計的藝術品，TLS/SSL中使用了非對稱加密，對稱加密以及HASH算法。握手過程的簡單描述以下：
1.瀏覽器將本身支持的一套加密規則發送給網站。
2.網站從中選出一組加密算法與HASH算法，並將本身的身份信息以證書的形式發回給瀏覽器。證書裏面包含了網站地址，加密公鑰，以及證書的頒發機構等信息。
3.得到網站證書以後瀏覽器要作如下工做：

a) 驗證證書的合法性（頒發證書的機構是否合法，證書中包含的網站地址是否與正在訪問的地址一致等），若是證書受信任，則瀏覽器欄裏面會顯示一個小鎖頭，不然會給出證書不受信的提示。

b) 若是證書受信任，或者是用戶接受了不受信的證書，瀏覽器會生成一串隨機數的密碼，並用證書中提供的公鑰加密。

c) 使用約定好的HASH計算握手消息，並使用生成的隨機數對消息進行加密，最後將以前生成的全部信息發送給網站。
4.網站接收瀏覽器發來的數據以後要作如下的操做：

a) 使用本身的私鑰將信息解密取出密碼，使用密碼解密瀏覽器發來的握手消息，並驗證HASH是否與瀏覽器發來的一致。

b) 使用密碼加密一段握手消息，發送給瀏覽器。
5.瀏覽器解密並計算握手消息的HASH，若是與服務端發來的HASH一致，此時握手過程結束，以後全部的通訊數據將由以前瀏覽器生成的隨機密碼並利用對稱加密算法進行加密。
這裏瀏覽器與網站互相發送加密的握手消息並驗證，目的是爲了保證雙方都得到了一致的密碼，而且能夠正常的加密解密數據，爲後續真正數據的傳輸作一次測試。另外，HTTPS通常使用的加密與HASH算法以下：
非對稱加密算法：RSA，DSA/DSS
對稱加密算法：AES，RC4，3DES
HASH算法：MD5，SHA1，SHA256
其中非對稱加密算法用於在握手過程當中加密生成的密碼，對稱加密算法用於對真正傳輸的數據進行加密，而HASH算法用於驗證數據的完整性。因爲瀏覽器生成的密碼是整個數據加密的關鍵，所以在傳輸的時候使用了非對稱加密算法對其加密。非對稱加密算法會生成公鑰和私鑰，公鑰只能用於加密數據，所以能夠隨意傳輸，而網站的私鑰用於對數據進行解密，因此網站都會很是當心的保管本身的私鑰，防止泄漏。
TLS握手過程當中若是有任何錯誤，都會使加密鏈接斷開，從而阻止了隱私信息的傳輸。正是因爲HTTPS很是的安全，攻擊者沒法從中找到下手的地方，因而更多的是採用了假證書的手法來欺騙客戶端，從而獲取明文的信息，可是這些手段均可以被識別出來，我將在後續的文章進行講述。不過2010年仍是有安全專家發現了TLS 1.0協議處理的一個漏洞：http://www.theregister.co.uk/2011/09/19/beast_exploits_paypal_ssl/。
實際上這種稱爲BEAST的攻擊方式早在2002年就已經被安全專家發現，只是沒有公開而已。目前微軟和Google已經對此漏洞進行了修復。見：http://support.microsoft.com/kb/2643584/en-us https://src.chromium.org/viewvc/chrome?view=rev&revision=90643