应用层协议 -- HTTPS 协议

目录

一、了解 HTTPS 协议

1、升级版的 HTTP 协议

2、理解“加密”

二、对称加密

1、理解对称加密

2、对称加密存在的问题

三、非对称加密

1、理解非对称加密

2、中间人攻击

3、CA 证书和数字签名

四、总结

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一、了解 HTTPS 协议

1、升级版的 HTTP 协议

• HTTPS 也是⼀个应用层协议，是在 HTTP 协议的基础上引入了一个加密层 SSL/TSL。加密是 HTTPS 协议的一个重要的保护措施。

2、理解“加密”

• “加密”是指将传输的明文经过一些手段转化为密文。
• “解密”是指将密文再次通过一些手段转化为明文。
• 在加密和解密的过程中，通常需要一个或多个中间数据进行辅助，这样的数据称为“密钥”。
• 加密的方式有很多，但整体可以分为“对称加密”和“非对称加密”两大类。

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二、对称加密

1、理解对称加密

• 对称加密是指通过一个密钥，既可以将明文变为密文，也可以将密文变为明文，即对称加密使用的算法是可逆的。
• 假设数据被截获，由于黑客不知道密钥是什么，因此无法进行解密，数据安全。

2、对称加密存在的问题

• 对于服务器端，需要与许多客户端进行数据交互，如果所有交互都使用同一个密钥，则密钥会非常容易被破解（比如伪装成客户端的黑客）。
• 这种情况下，一旦密钥被破解，则使用该密钥加密的所有数据，都将暴露。
• 但如果给每个客户端都提供一个不同的密钥，则服务器需要维护的密钥数据量会变得非常庞大，维护成本也会变大。
• 为了避免以上情况，我们将采取非对称加密的方法。

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三、非对称加密

1、理解非对称加密

• 非对称加密是指，密钥为一组，分成公钥和私钥。公钥公开，私钥由服务器端持有，不对外公开。
• 公钥加密的数据只有私钥能解密，私钥加密的数据只有公钥能解密。
• 在客户端每次与服务器建立连接时，服务器端将持有的公钥发送给客户端。
• 后续交互中，客户端就可以使用公钥加密数据，并将加密后的数据安全的传输到服务端，而不用担心数据暴露（因为只有私钥能解密）。
• 但是还有一个问题，非对称加密最大的缺点在于运算速度非常慢。
• 因此，非对称加密常用在客户端和服务器“协商密钥”的阶段，后续的数据传输，仍使用对称加密。

2、中间人攻击

• 以上的非对称加密混合对称加密的方法，看似天衣无缝，但实际上仍存在一个问题，即“中间人攻击”。
• 通过中间人攻击，黑客可以获取到对称密钥。

3、CA 证书和数字签名

• CA 证书是指，服务端在使用HTTPS前，需要向 CA 机构申领一份独一无二的数字证书，数字证书里含有证书申请者的信息、公钥信息等。
• 在申请证书时，CA 机构会将数字证书中的各个字段，通过一系列算法，计算得到校验和。
• 再使用 CA 机构自己的私钥，加密这个校验和，最终得到的就是数字签名，数字签名包含在 CA 机构发布的证书中。
• CA 机构的公钥，会被内置到各个客户端中。
• 在客户端和服务器进行交互时，服务器会将证书发送给客户端。
• 客户端得到证书后，根据证书的各个字段，使用和CA机构一样的算法，计算得出校验和。
• 再使用内置的公钥，解密证书中的数字签名，得到又一个校验和。
• 将两个校验和进行比较，如果相同，则证书没有被篡改，反之则发现证书已经被篡改，发现发生了中间人攻击，并以此采取后续措施。

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四、总结

• 以上过程中，使用了三组密钥，分别是：
          用于加密普通数据的对称密钥；
          由服务端提供的，一组用于加密对称密钥的非对称密钥；
          由CA机构提供的，一组用于加密服务端信息（包括公钥）的非对称公钥。
• 通过以上步骤，HTTPS协议通过三组密钥，有效的保护了网络数据传输的安全。

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