javaEE 初阶 — HTTPS 协议

超、凢脫俗 2023-10-08 23:52 84阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  HTTPS
 *   *  什么是运营商劫持
 *  什么是加密
 *  HTTPS 的工作过程
 *   *  1 对称加密
     *  2 非对称加密
     *  3 中间人攻击
     *   *  3.1 预防中间人攻击

## HTTPS ##

HTTPS 也是一个**应用层协议**，是在 HTTP 协议的基础上引入了一个加密层（SSL）。  
HTTP 协议内容都是按照文本的方式**明文传输**的，这就导致在传输过程中出现一些被篡改的情况。

这就导致出现了臭名昭著的 **运营商劫持**。

### 什么是运营商劫持 ###

比如说我现在要下载一个软件，如果是未被劫持的情况，点击下载按钮, 就会弹出这个软件的下载链接。  
但是如果遇到了 运营商劫持，此时点击下载按钮，就会弹出一个其它软件的下载链接。  
  
由于我们通过网络传输的任何的数据包都会经过运营商的网络设备(路由器, 交换机等)，  
那么运营商的网络设备就可以解析出你传输的数据内容并进行篡改。  
点击 “下载按钮”，其实就是在给服务器发送了一个 HTTP 请求，获取到的 HTTP 响应其实就包含了该 APP的下载链接。  
运营商劫持之后，就发现这个请求是要下载该app，那么就自动的把交给用户的响应给篡改成其它软件的下载地址了。  
  
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这主要还是由于**￥**导致运营商进行的劫持。

如何解决讨厌的运营商劫持？

答案就是 **加密**，HTTPS 就是在 HTTP 的基础上进行了加密，进一步的来保证用户的信息安全~

## 什么是加密 ##

加密就是把 **明文** (要传输的信息)进行一系列变换，生成 **密文**。

解密就是把 **密文** 再进行一系列变换, 还原成 **明文**。

在一部《利刃出鞘》这部电影当中，有着这样一个镜头，父亲通过密文的方式告知自己的女儿她的丈夫出轨了。  
本来一张纸上是什么都没有的，但是拿着打火机一烤就出现了字迹。  
  
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父亲本来要表达的含义是告知女儿她的丈夫出轨了，但是加密后的信息是这张纸上什么都没有了。  
通过火烤的形式使字迹显现出来，这里的火源就是 **密钥**，使字迹消失就是 **加密**，呈现就是 **解密**。

## HTTPS 的工作过程 ##

网络传输中不再直接传输明文了，而是加密之后的 “密文”。

加密的方式有很多，但是整体可以分成两大类: **对称加密** 和 **非对称加密**。

### 1 对称加密 ###

进行安全传输的时候，核心就是加密，其中的 **对称加密** 是一种最简单有效的办法。

对称加密 是通过一个密钥来进行加密的，当然也可以通过这个密钥来解密。

例如，**a（明文）+ key（密钥）=> b（密文）**，**b（密文）+ key（密钥）=> a（明文）**  
  
密钥的成分可以认为是一串数字或是一串字符串，在加密的过程中，把明文和字符串进行一系列的数学变换，  
这其中最简单的就是 **^（按位异或）**

在加密的过程中为了保证其安全性，务必不能被黑客知道。  
  
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由于黑客并不知道密钥是什么，即使截获了数据也无法知道是什么意思。  
  
密钥是由客户端生成的还是服务器生成的？

由于一个服务器对应着很多的客户端，这些个客户端都应该有不同的密钥，  
假设客户端生一个密钥，此时客户端就需要把密钥告知服务器才行，此时客户端要把密钥发送给服务器。

需要注意的是，由于此时的密钥是刚刚生成的，服务器还不知道，此处传输给服务器是就只能 **明文传输**。  
此时传输的密钥就有可能会被黑客截获。  
  
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此时我们要考虑的问题就是如何把密钥安全的传输给服务器，当然还得是**加密**。

此时就可以使用 **非对称加密**。

### 2 非对称加密 ###

先是生成 **一对密钥**，并且分为 **公钥** 和 **私钥**。

**明文** \+ **公钥** => **密文**  
**密文** \+ **私钥** => **明文**

也就是说，使用 **公钥** 就是加密，使用 **私钥** 就是解密，或者反过来也可以。

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服务器生成了一对 公钥私钥，客户端持有公钥，服务器持有私钥。  
此时客户端的公钥是从服务器拿的，黑客虽然也能知道公钥，但是不知道私钥，因为私钥是只有服务器才知道的。

此时的客户端使用公钥来对对称密钥进行加密，传输给服务器，此时的服务器就可以拿着自己的私钥来解密了，  
解密后就可以得到对称密钥。

此时的客户端服务器就可以使用这个对称密钥进行后续的传输了。

需要注意的是 **客户端是不需要 私钥** 的，因为 **非对称加密只是用来加密要传输的对称密钥** 的，  
一旦对称密钥顺利的到达服务器之后，后续的传输都会使用对称加密来进行加密了。  
  
如果全部使用非对称加密是不太可以的，因为非对称加密速度回比较慢，  
在保证安全的前提下要尽可能的提升速度。

### 3 中间人攻击 ###

既然服务器可以发送 公钥 给客户端，那黑客能不能模仿服务器给客户端发送自己的 公钥？  
当是是可以的，这其实就是**中间人攻击**

如果客户端接收的是黑客所发的公钥，那么此时客户端就会把加密过后的密钥发送给黑客了。

举一个例子。  
  
张三是一个缉毒警察的卧底，李四是一个毒贩，还有另外两个毒贩 A 和 毒贩 B。  
A 与 B 相互之间是不认识的，但是他们两个都认识李四，李四是作为中间人的存在。

李四先带着张三与 A 会面，此时张三就扮演 B；然后李四再带着张三与 B 会面，此时的张三就扮演 A。  
这个时候，倒置 A B 两人会面的时候，其中的细节已经被警方知道了，此时就可以一网打尽了。

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#### 3.1 预防中间人攻击 ####

解决中间人攻击的关键就是，要让客户端能够分辨当前的这个公钥是不是服务器的公钥。  
此时就可以引入一个 “证书”，本质上是一个**第三方的证机构**。

服务器（网站）在设立之初，就需要去专门的认证机构申请证书（提供一些资质）。  
审核通过之后，就会颁发证书，服务器生成的公钥，也就包含在这个证书中。

此时的客户端向服务器请求公钥的是时候，就不再是简单的请求一个公钥了，而是把整个证书都给请求过来。

客户端拿到证书后，就可以对证书进行校验，验证一下此时的证书是不是假的或者是不是被篡改的。  
如果发现证书是无效的，浏览器就会直接弹框警告。

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客户端拿到证书后，就可以对证书进行校验，证书上面会带有一个特定的**字段**，叫做**证书的签名**。  
就好比找老师请假需要老师是的签字一样，学校门卫就会看这个签名是不是老师写的。

假如一个证书的字段1是 **abc**、字段2是 **cde**、字段3是 **gdj**、公钥是 **0xaabbccdd…**  
证书里还带有一个**签名**：sdbdsbcskdbskaskc。

这里的签名实际上是一个被加密的字符串，客户端可以使用认证机构提供的公钥进行解密。  
解密之后，得到的结果相当于是一个 hash 值。类似于 tcp udp 里的校验和，这是根据证书的其它字段总和计算的结果。

客户端可以使用同样的 hash 算法，针对其它字段再算一次 hash 值，得到一个 hash2，  
看看此时的 hash1（从签名中解出来的）和 hash2（客户端自己算的）这两个值是不是相同，  
如果是相同的，说明证书是有效的，如果不相同说明证书被篡改了。

认证机构也有一组 公钥私钥，私钥用来加密 hash 值得到签名，公钥是客户端用来解密签名获取 hash 值的。

黑客是不能自加把证书给篡改的，比如把公钥更改。  
因为一旦换了公钥，意味着客户端算出的 hash2 值 和 签名解密出来的 hash1 值就对不上了，  
客户端也就知道无效了。

另外，黑客是不知道认证机构的私钥的，即使黑客自己算好了个新的篡改后的 hash 值，  
也是无法加密生成签名的。

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