HTTPS知识梳理

梳理HTTPS知识，如有错误请指正，参考文章如下：

腾讯云文档SSL原理：
https://www.qcloud.com/docume...
HTTPS：
http://www.360doc.com/content...
https://segmentfault.com/a/11...
SSL与TLS：
https://segmentfault.com/a/11...
http://kb.cnblogs.com/page/19...
RSA加密算法-维基百科:
https://zh.wikipedia.org/zh-c...
数字证书基本概念:
http://blog.csdn.net/adeyi/ar...

1 加解密基本概念

1.1 对称加密算法

加密、解密使用相同密钥。

encode :

decode :

1.2 非对称加密算法

加密、解密使用不同密钥，分为公钥、私钥。

1.3 公钥密码体制

公钥密码体制使用非对称加密算法，分三部分：加解密算法、公钥、私钥。
其中，算法、公钥公开，私钥保密，加解密过程如下：

encode :

decode :

1.4 RSA

RSA是一种公钥密码体制，算法、公钥公开，私钥保密。RSA的一对公钥、私钥都可以用来加密和解密，公钥加密的内容只能使用私钥解密，私钥加密的内容只能使用公钥解密。

1.5 哈希算法

将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。

1.6 签名

作用：保证通信过程中传递信息未被修改。
实现：计算信息的hash值，并与信息一起发送，为避免恶意同时篡改信息与hash值情况，对hash值加密，接收方收到数据后，计算信息的hash值，对比传输解密后的hash值，即可获知信息是否未被修改。（加密细节后文详述）

2 HTTP、TLS、HTTPS

2.1 HTTP

HTTP请求

黑客拦截

裸奔的HTTP信息容易被窃听甚至篡改。现在有2个问题：
1）如何确保客户端的通信对象是真正的服务器而非黑客
2）如何保证即使通信内容被黑客窃取也不会泄露真是内容

2.2 TLS

• HTTPS比HTTP多一层SSL/TLS
• SSL（Secure Socket Layer，安全套接字层）
• TLS（Transport Layer Security，传输层安全）

SSL版本：SSL1.0、SSL2.0、SSL3.0
TLS版本：TLS1.0、TLS1.1、TLS1.2。
TLS是IETF制定的一种新的协议，它建立在SSL 3.0协议规范之上，是SSL 3.0的后续版本。两者差别极小，可以理解为SSL 3.1。SSL3.0和TLS1.0由于存在安全漏洞，已经很少被使用到。TLS 1.3 改动会比较大，目前还在草案阶段，目前使用最广泛的是TLS 1.1、TLS 1.2。

2.3 HTTPS

1）Client请求，发送客户端信息（如：支持的非对称/对称加密算法、压缩方式等）+随机码1
2）Server响应，发送确认信息（如：确认后续使用的非对称/对称加密算法、压缩方式等）+数字证书+随机码2
2）Client校验数字证书真实性，确认后获得服务器公钥
3）Client确认，发送确认信息+随机码3，随机码3公钥加密
3）Server收到后，Clinet和Server都有3个随机数，组合生成密钥
4）Server确认，握手结束，下一步开始使用协商的对称加密算法+密钥进行通信
5）对称加密算法+密钥，请求，序号1
6）对称加密算法+密钥，响应，序号2
...

注意：

• 为保证通信传递信息未被修改，信息发送前计算hash值与信息一起发送，接收方收到后可重新计算hash值并与收到hash值对比，确保传递信息未被修改。
• 上步的计算信息hash值，有的文章中提到，为避免黑客同时修改内容与hash值，握手3）4）步应使用公钥&私钥加密对hash值加密，我理解这是不必要的，黑客目的是要获得随机码3并算出密钥，同时修改了内容与hash无法获取随机码3，并导致握手失败（Client与Server密钥对应不上），而且使用私钥加密并进行信息传递，本身存在被试探私钥加密规律的问题。
• 握手结束后，通信含有序号，目的是为了避免黑客截取某些信息后原封不动重发多次，扰乱通信，添加序号后一旦序号不对应，立即终止通信。（序号具体实现待补充修改）

2.4 数字证书

2个概念：

指纹：数字证书主体的hash值
签名：使用CA(证书管理机构)的私钥，加密后的指纹

Client 校验证书确认服务器身份过程：

    操作系统安装时就已经自带权威CA机构的证书，这些证书里包含其CA公钥，用来解密数字证书的签名(被CA私钥加密)。

1）客户端收到服务器的数字证书A，查看A的Issuer证书发布机构，从操作系统中找到对应发布机构的CA证书，获取CA公钥
2）使用CA公钥解密证书签名，获得证书主体内容的hash1
3）重新计算证书主体内容得hash2，与hash1对比证明证书未被修改
4）从证书中获得服务器公钥，为HTTPS过程中加密协商做准备
步骤1~4确认数字证书本身真实性，确实为权威CA机构发布，而非伪造

5）确认服务器证书真实性后，对比访问域名与数字证书Subject证书所有者是否一致等信息，确认访问服务器真实性。
步骤5确认访问网站的真实性