https深入分析

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https

https就是在http的基础上又增加了一个TLS层，它就是一个套壳协议。

加密和解密

https的发展和密码学的发展是分不开的。加密方式可以大体分为对称加密和非对称加密

  • 对称加密，就是加密和解密都是用同一个秘钥，这种方式优点就是速度快，缺点就是在管理和分配秘钥的时候不安全。
  • 非对称加密算法，非对称加密有一个秘钥对，叫做公钥和私钥，私钥自己持有，公钥可以公开的发送给使用的人。使用公钥进行加密的信息，只有和其配对的私钥可以解开。目前常见的非对称加密算法是RSA，非对称的加密算法的优点是安全，因为他不需要把私钥暴露出去。 在正式的使用场景中一般都是对称加密和非对称加密结合使用，使用非对称加密完成秘钥的传递，然后使用对称秘钥进行数据加密和解密

https的简要流程

1. 先是经典的TCP三次握手，这里不详细展开了。

  1. client Hello,客户端（通常是浏览器）先向服务器发出加密通信的请求 

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    * 支持的协议版本，比如TLS 1.0版。
    * 一个客户端生成的随机数 random1，稍后用于生成"对话密钥"。
    * 支持的加密方法，比如RSA公钥加密。
    * 支持的压缩方法。

  2. 服务器收到请求,然后响应 (server Hello) 

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    * 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
    * 一个服务器生成的随机数random2，稍后用于生成"对话密钥"。
    * 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密。
    * 服务器证书。

  3. 客户端收到证书之后会首先会进行验证

验证通过之后，客户端会生成一个随机数pre-master secret，然后使用证书中的公钥进行加密，然后传递给服务器端
  1. 服务器收到使用公钥加密的内容，在服务器端使用私钥解密之后获得随机数pre-master secret，然后根据radom1、radom2、pre-master secret通过一定的算法得出session Key和MAC算法秘钥，作为后面交互过程中使用对称秘钥。同时客户端也会使用radom1、radom2、pre-master secret，和同样的算法生成session Key和MAC算法的秘钥。

https证书

服务器发给了客户端证书，客户端是如何验证证书的有效性的呢？这里我们分析一下它的原理。

SSL 证书中包含的具体内容有：
（1）证书的发布机构CA
（2）证书的有效期
（3）公钥
（4）证书所有者
（5）签名
...
CA机构在签发证书的时候，都会使用自己的私钥对证书进行签名，如果我们使用的是购买的证书，那么很有可能，颁发这个证书的CA机构的公钥已经预置在操作系统中。这样浏览器就可以使用CA机构的公钥对服务器的证书进行验签，验签之后得到的是CA机构使用sha256得到的证书摘要，客户端就会对服务器发送过来的证书使用sha256进行哈希计算得到一份摘要，然后对比之前由CA得出来的摘要，就可以知道这个证书是不是正确的，是否被修改过。
所以说原理就是因为CA机构的公钥已经预存于我们的操作系统之中。

完整的验证过程如下：
1. 首先浏览器读取证书中的证书所有者、有效期等信息进行一一校验； 2. 浏览器开始查找操作系统中已内置的受信任的证书发布机构CA，与服务器发来的证书中的颁发者CA比对，用于校验证书是否为合法机构颁发； 3. 如果找不到，浏览器就会报错，说明服务器发来的证书是不可信任的； 4. 如果找到，那么浏览器就会从操作系统中取出 颁发者CA 的公钥，然后对服务器发来的证书里面的签名进行解密； 5. 浏览器使用相同的hash算法计算出服务器发来的证书的hash值，将这个计算的hash值与证书中签名做对比； 6. 对比结果一致，则证明服务器发来的证书合法，没有被冒充； 7. 此时浏览器就可以读取证书中的公钥，用于后续加密了

参考： * 深入理解HTTPS协议 * HTTPS协议原理和流程分析