[网络协议] 笔记 | HTTP 协议（四）HTTPS

1. HTTPS

在HTTP协议中，会存在信息窃听或身份伪装等安全问题，使用HTTPS 通信机制可以有效防止这些问题。

HTTP 的不足之处：

相对应的，我们就会有处理方法。

1）加密

2）证书

SSL不仅提供加密处理，而且还使用了一种被称为证书的手段。
证书由值得信任的第三方机构发布，用以证明服务器和客户端是实际存在的，而且伪造证书从技术角度来说是异常困难的一件事。
在这里插入图片描述

3）防篡改

SSL 提供认证和加密处理及摘要功能。仅靠 HTTP 确保完整性是非常困难的，因此通过和其他协议组合使用来实现这个目标。

HTTPS 并非是应用层的一种新协议。只是 HTTP 通信接口部分用SSL和 TLS 协议代替而已。

通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通信，再由 SSL 和 TCP 通信了。

在采用 SSL 后，HTTP 就拥有了 HTTPS 的加密、证书和完整性保护这些功能。

SSL 是独立于 HTTP 的协议，所以不光是 HTTP 协议，其他运行在应用层的 SMTP 和 Telnet 等协议均可配合 SSL 协议使用。可以说 SSL 是当今世界上应用最为广泛的网络安全技术。

SSL 采用一种叫做公开密钥加密的加密处理方式。加密方法中加密算法是公开的，而密钥却是保密的。通过这种方式得以保持加密方法的安全性。

共享密钥加密

加密和解密同用一个密钥的方式称为共享密钥加密。

但是，以共享密钥方式加密时必须将密钥也发给对方，如果通信被监听那么密钥就可会落入攻击者之手，同时也就失去了加密的意义。
使用两把密钥

公开密钥加密使用一对非对称的密钥。一把叫做私有密钥，另一把叫做公开密钥。

使用公开密钥加密方式，发送密文的一方使用对方的公开密钥进行加密处理，对方收到被加密的信息后，再使用自己的私有密钥进行解密。
HTTPS 采用混合加密机制

若密钥能够实现安全交换，那么有可能会考虑仅使用公开密钥加密来通信。但是公开密钥加密与共享密钥加密相比，其处理速度要慢。

但是，公开密钥加密方式还是存在一些问题的。那就是无法证明公开密钥本身就是货真价实的公开密钥，有被替换的风险。

为了解决这个问题，可以使用CA和其相关机关颁发的公开密钥证书。

数字证书认证机构的业务流程这里不做介绍。

可证明组织真实性的 EV SSL 证书

EV SSL 证书是基于国际标准的认证指导方针颁发的证书。其严格规定了对运营组织是否真实的确认方针。
用以确认客户端的客户端证书

HTTPS 中还可以使用客户端证书。但客户端证书仍存在几处问题点。

其中的一个问题点是证书的获取及发布。一个问题是，获取到的证书，让用户自行设置比较困难，还要支付费用。

另一个问题点是，客户端证书毕竟只能用来证明客户端实际存在，而不能用来证明用户本人的真实有效性。
认证机构信誉第一

SSL 机制中介入认证机构之所以可行，是因为建立在其信用绝对可靠这一大前提下的。
不过，也有伪造事件导致SSL可信度被撼动。
由自认证机构颁发的证书称为自签名证书

但该服务器证书在互联网上不可作为证书使用，似乎没什么帮助。
对于中级认证机构颁发的服务器证书，某些浏览器会以正规的证书来对待，可有的浏览器会当作自签名证书。

HTTPS 的通信步骤：

第一部分：SSL握手协商

1：客户端发送报文，报文包含SSL版本以及加密组件列表
2：服务器响应报文，包含SSL版本和加密组件
3：服务器发送Certificate报文，包含公开密钥证书
4：服务器发送报文通知客户端，握手结束
5：结束之后，客户端以 Client Key Exchange 报文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-mastersecret 的随机密码串。
第二部分：SSL连接建立

7：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。
8：服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。
9：服务器同样发送 Finished 报文。
10：服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接就算建立完成。
11：应用层协议通信，即发送 HTTP 响应。
第三部分：断开

12：最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close_notify 报文。

在以上流程中，应用层发送数据时会附加一种叫做 MAC的报文摘要。MAC 能够查知报文是否遭到篡改，从而保护报文的完整性。

SSL 和 TLS

HTTPS 使用 SSL 和 TLS这两个协议。TSL 是以 SSL 为原型开发的协议，有时会统一称该协议为 SSL。当前主流的版本是 SSL3.0 和 TLS1.0。
SSL 速度慢吗

当使用 SSL 时，它的处理速度会变慢，慢分两种。一种是指通信慢。另一种是指由于大量消耗CPU 及内存等资源，导致处理速度变慢。

一点是和 HTTP 相比，网络负载可能会变慢 2 到 100 倍。

另一点是 SSL 必须进行加密处理。在服务器和客户端都需要进行加密和解密的运算处理。