简析HTTPS协议的实现原理

作者：数据无忧时间：2020-09-18 13:24:53

1.HTTP传输协议的缺点

在上一篇文章中详细讲解了TCP/IP协议栈中的几个协议，其中就有对HTTP做了一个比较详细的讲解。我们知道，HTTP协议基于TCP进行传输的，其中传输的内容全都裸露在报文中，如果我们获取了一个HTTP消息体，那我们可以知道消息体中所有的内容。这其实存在很大的风险，如果HTTP消息体被劫持，那么整个传输过程将面临：

窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。
篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。
冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。

正因为HTTP协议的这个缺点, HTTP变成了一种不安全的协议。

2. 加密协议SSL/TLS

互联网加密通信协议的历史，几乎与互联网一样长。

1994年，NetScape公司设计了SSL协议（Secure Sockets Layer）的1.0版，但是未发布。
1995年，NetScape公司发布SSL 2.0版，很快发现有严重漏洞。
1996年，SSL 3.0版问世，得到大规模应用。
1999年，互联网标准化组织ISOC接替NetScape公司，发布了SSL的升级版TLS 1.0版。
2006年和2008年，TLS进行了两次升级，分别为TLS 1.1版和TLS 1.2版。最新的变动是2011年TLS 1.2的修订版。

目前，应用最广泛的是TLS 1.0，接下来是SSL 3.0。但是，主流浏览器都已经实现了TLS 1.2的支持。

TLS 1.0通常被标示为SSL 3.1，TLS 1.1为SSL 3.2，TLS 1.2为SSL 3.3。

3.更加安全的HTTPS

我们知道HTTP的缺点就是报文裸露没有加密，如果我们对报文进行加密，那么这个缺点就被解决了。通过HTTP和SLL的结合，诞生的HTTPS就是我们这篇文章的主角。

4. HTTP协议和SLL/TLS协议是如何结合使用的

4.1 加密算法

据记载，公元前400年，古希腊人就发明了置换密码；在第二次世界大战期间，德国军方启用了“恩尼格玛”密码机，所以密码学在社会发展中有着广泛的用途。

对称加密

有流式、分组两种，加密和解密都是使用的同一个密钥。

例如：DES、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305等

非对称加密

加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的，分别称为：公钥、私钥，公钥和算法都是公开的，私钥是保密的。非对称加密算法性能较低，但是安全性超强，由于其加密特性，非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。

例如：RSA、DSA、ECDSA、 DH、ECDHE

哈希算法

将任意长度的信息转换为较短的固定长度的值，通常其长度要比信息小得多，且算法不可逆。

例如：MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-256 等

数字签名

签名就是在信息的后面再加上一段内容（信息经过hash后的值），可以证明信息没有被修改过。hash值一般都会加密后（也就是签名）再和信息一起发送，以保证这个hash值不被修改。

4.2 对HTTP消息体对称加密

在经过TCP的三次握手之后，客户端和服务器开启了连接，如果对后续双方传输的内容进行对称加密，那么理论上我们在本次传输中防止了内容裸露。但是由于对称加密使用秘钥在两端是一样的，要维持每个客户端的秘钥不一致整套加密才有意义，这样将会产生海量的秘钥，维护困难。另外，因为对称加密需要双方协商一致，一般可用提前约定，或者使用前传输秘钥，不管是哪种方式，都很容易导致秘钥邪泄漏。只要黑客获取到秘钥，那么所谓的加密传输就如同虚设了。