计算机网络：HTTPS 通信过程

HTTPS 通信过程

与 SSL 组合使用的 HTTP 被称为 HTTPS 或 HTTP over SSL。HTTPS 用来解决 HTTP 不安全传输的问题，HTTP 之所以不安全，是因为：

1. 传输的内容都是明文，可能会被窃听；
2. 不会验证通信双方的身份；
3. 传输内容可能被篡改。

SSL 提供了加密、认证以及摘要的功能，使用 HTTPS 可以有效防止以上问题：

1. HTTPS 会对传输的内容进行加密，加密采用的是对称加密的方式，但对称加密的密钥使用了服务器证书进行了非对称加密；
2. HTTPS 可以在通信前查明对方的证书，从而确认对方的身份；
3. HTTPS 提供了证书验证功能，确保证书来自于目标服务器且未被篡改。

HTTPS 握手

握手过程如下：

1. 客户端与服务器协商 SSL 的版本和加密组件（加密算法、密钥长度）；

   • 客户端发送 Client Hello 报文，报文中包含客户端支持的 SSL 版本及加密组件；
   • 服务端返回 Server Hello 报文，报文中包含服务器支持的 SSL 版本及加密组件；
   • Client Hello 和 Server Hello 报文中还分别包含客户端 random 和服务器 random（通信双方各自生成的随机数）。

2. 服务端发送 Certificate 报文，报文中包含服务器证书，证书中又包含了服务器公钥；

   • 客户端进行证书验证，验证通过后生成一个随机数 pre-master secret，并使用客户端 random、服务器 random 以及 pre-master secret 生成 master secret，master secret 为会话密钥，之后的数据传输使用会话密钥进行加密/解密。
3. 服务端发送 Server Hello Done 报文，通知客户端最初阶段的 SSL 握手协商部分结束；

4. 客户端发送 Client Key Exchange 报文进行回应，报文中包含使用了服务器公钥进行加密的 pre-master secret；

   • 服务器收到报文后生成 master secret（生成方式与客户端相同）。
5. 客户端发送 Change Cipher Spec 报文，提示服务器之后的通信采用 pre-master secret 密钥加密；
6. 客户端发送 Finished 报文，该报文包含连接至今全部报文的整体校验值（采用 pre-master secret 加密），若服务器能够正确解密该报文，则此次握手协商成功；
7. 服务器发送 Change Cipher Spec 报文；
8. 服务器发送 Finished 报文；
9. SSL 连接建立完成，客户端和服务端使用会话密钥（master secret）对通信的数据进行加密/解密。

证书验证

证书由受信任的第三方认证机构颁发，且多数浏览器系统已植入了认证机构的机构公钥。
证书（部分）内容包括：

1. 证书的有效时间、域名；
2. 服务器公钥；
3. 指纹算法（哈希算法，用来生成指纹，指纹是一个哈希值）；
4. 数字签名（服务器私钥对指纹进行加密得到数字签名）。

证书颁发过程：

1. 服务器向认证机构申请证书；
2. 认证机构使用指纹算法对证书（部分）内容进行哈希运算得到指纹，并使用机构私钥对指纹进行加密得到数字签名，然后将该签名和服务器公钥存入证书，并向服务器颁发证书。

浏览器证书验证过程：

1. 首先验证证书是否过期以及证书的域名是否与请求的域名相同，不相同则验证不通过；
2. 获取证书的颁发机构，然后从浏览器系统中查询该机构的机构公钥；
3. 使用机构公钥解密证书上的数字签名，得到一个哈希值 H1；
4. 浏览器使用指纹算法对证书（部分）内容进行哈希运算，得到另一个哈希值 H2；
5. 比较 H1 和 H2 是否相同，不相同说明证书被篡改过。

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