前端基础整理-HTTPS相关

概要

1. tcp三次握手建立连接
2. 客户端发送client-random+所支持的对称和非对称加密套件列表
3. 服务端保存client-random，从中选择一个加密套件，返回service-random和数字证书
4. 客户端收到service-random和数字证书，开始验证数字证书的合法性以及服务器的合法性；保存公钥，并生成pre-master随机数用公钥加密发送给服务器
5. 服务器获得客户端pre-master用私钥解密；并用client-random，service-random和pre-master合成最终对称加密的秘钥master-secret
6. 开始通信

数字证书的验证:

1. 客户端用CA提供的HASH算法反算数字证书得到信息摘要A
2. 客户端用CA的公钥解密数字证书得到信息摘要B
3. 如果A/B一致则证书有效

注意：CA证书链会一直查找直根证书（操作系统内置）

一、为什么需要加密

HTTP采用明文传输数据，在传输过程的每一个环节都有可能被窃取或修改，这种攻击方式叫中间人攻击
为了解决该问题，在HTTP协议栈中引入安全层（SSL/TLS）

二、使用对称加密

对称加密：加密、解密都使用相同的秘钥。
加密流程如下：

1. 浏览器发送它支持的加密套件(加密方法)列表和一个随机数client-random
2. 服务端会从加密套件列表中选择一个加密套件，然后返回随机数service-random
3. 最好服务端和浏览器分别返回确认消息

存在问题：加密套件和随机数都是用明文传输，很容易被劫持伪造秘钥

三、使用非对称加密

非对称加密：有A/B两把秘钥，数据要A加密要用B才能解密，反之B加密数据要用A秘钥进行解密。
在HTTPS中通过明文传输的叫公钥，服务器自己留下的不公开的叫私钥。
加密流程如下：

1. 浏览器将加密套件列表发送至服务器
2. 然后服务器选加一个密套件，将公钥通过明文发送给浏览器
3. 双方确认返回的消息

存在的问题：非对称加密效率太低，无法保证服务器发送给浏览器的数据安全（因为，公钥容易获得，可以通过公钥解密服务器的数据，然后返回给客户端）

四、使用组合加密

在传输过程通过对称加密；但是获取对称加密的过程，非对称加密实现。
加密流程如下：

1. 浏览器向服务器发送对称加密的套件列表、非对称加密套件列表和随机数client-random
2. 服务保存随机数client-random，选择对称加密和非对称加密套件，然后生成随机数service-random，并向浏览器发送选择的加密套件、service-random、公钥
3. 浏览器保存公钥、并生成随机数pre-master，然后利用公钥对pre-master加密，并向服务器发送加密后的数据
4. 最好服务器用私钥解密pre-master数据，并返回确认消息。

此时服务器、浏览器有了共同client-random、service-random、 pre-master，然后将这三组随机数生成对称秘钥
注意：第三方劫持到pre-master也无法解密，因为只有服务器才有私钥。

五、添加数字证书

通过对称和非对称混合加密方式，可以完美实现数据的加密传输。
但是，无法避免劫持DNS修改IP地址，然后通过伪造的IP建立中间站点窃取公钥和私钥。
所以服务器还要想浏览器证明“我就是我”。
通过权威机构颁发的证书（如：公安局派出所颁发身份证）
这个权威机构成为CA（Certificate Authority），颁发的证书叫做数字证书（Digital Certificate）
对于浏览器来说，数字证书两个作用：证明服务器的身份，携带服务器公钥。
至此，请求流程改变如下：

1. 服务器返回数字证书，公钥包含在数字证书中
2. 浏览器对了个证书验证的过程，验证证书之后，才继续后续流程。

数字证书：申请

1. 服务端准备公钥和私钥，私钥自己使用
2. 服务端向CA提交公钥/公司/站点等信息并等待确认
3. CA通过线上/线下确认真实性与合法性等
4. 通过审核，颁发数字证书（服务端公钥、组织信息、CA信息、有效时间、证书序号等，同时包含一个CA生成的签名）

数字证书流程

1. CA使用HASH函数计算提交明文的信息，并得出信息摘要
2. CA使用它的私钥对信息摘要进行加密（加密后的密文就是CA颁发的数字签名）

数字证书：验证

1. 浏览器获得数字证书后，用CA的hash算法得到信息摘要A
2. 在通过CA的公钥解密数字证书得到信息摘要B
3. 比较A/B，如果一致则确认证书合法

数字证书链

分两种：中间CA和根CA
根CA内嵌至操作系统，由WebTrust认证
中间CA通常办理服务端的申请业务

浏览器会沿着证书链一直查找至根证书是否在操作系统内，如果在就是合法，否则就是非法证书。

申请免费证书

• https://freessl.cn/

总结

• 对称非对称混合加密解决了HTTP数据传输的安全问题
• 数字证书解决服务端可靠性的问题

参考资料

• 深入理解HTTPS工作原理