HTTPS的介绍以及工作过程

心已赠人 2024-04-20 22:34 79阅读 0赞

**目录**

一.HTTPS是什么？

HTTPS的介绍

HTTPS产生的背景

二.https的安全机制

加密是什么

如何加密

客户端如何获取公钥

总结

--------------------

##  ##

> ?[个人主页][Link 1]：[tq02的博客\_CSDN博客-C语言,Java,Java数据结构领域博主][tq02_CSDN_-C_Java_Java]  
> ? 本文由 tq02 原创，首发于 CSDN?  
> ? 本章讲解内容：**HTTPS的学习**
> 
> 在学习本文之前，需要学习http的详细知识，才能明白什么是https，以及它的作用。
> 
> http详解链接：[http://t.csdnimg.cn/TnKcz][http_t.csdnimg.cn_TnKcz]
> 
> ![f09cb64d75dc4c6ba667e6bddeac64ce.png][]  
> ?学习专栏： [ C语言][C] [JavaSE][] [MySQL基础][MySQL] [多线程学习][Link 2]

##  ##

## 一.HTTPS是什么？ ##

### HTTPS的介绍 ###

> https是应用层协议. 是在 HTTP 协议的基础上引入了一个加密层。而为什么需要出现加密层呢？
> 
> 原因：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.

### HTTPS产生的背景 ###

当时主流使用HTTP，但是发生了一件事情，导致HTTPS的产生。运营商劫持

**什么是运营商劫持呢？**

就是当你在浏览器里下载软件时，某移、某通和某信的的网络设备(路由器, 交换机等)会接收到你网络的网络传输的任何的数据包，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。

简单而言，当你需要下载酷狗音乐时，给服务器发送HTTP请求，但是被运营商劫持了，而且被发现了你要下载的内容，而它却给你修改为了QQ音乐的下载链接。

![94d7849eb2fa4e5db2b5e52de4b755fd.png][]

运营商这样的目的：为了流量，为了万物之源----钱。

思考一下：http传输数据竟然如此容易会被发现，那么对于黑客而言，也可以窃取用户隐私信息, 或者篡改内容。因此很不安全！！！

## 二.https的安全机制 ##

由于http的传输等方面很棒，但是如果因为不安全而放弃重新研发，那么成本太高，因此我们可以通过在HTTP，在其本身上下手，在其基础上进行加密操作！

### 加密是什么 ###

> http传输的是明文，**加密**就是把**明文**进行一系列操作，生成**密文**
> 
>  **解密**就是把 **密文** 再进行一系列变换, 还原成 **明文** . 
> 
> 在这个加密和解密的过程中 ,  往往需要一个或者多个中间的数据 ,  辅助进行这个过程 ,  这样的数据称为  **密** **钥**

### 如何加密 ###

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**

> **对称加密：**
> 
> 对称加密其实就是通过同一个  " 密钥 " ,  把明文加密成密文 ,  并且也能把密文解密成明文 . 
> 
> --------------------
> 
> 举例**简单对称加密---****按位异或**：
> 
>  明文 a = 1234, 密钥 key = 8888；加密 a ^ key 得到的密文 b 为 9834. 
> 
>  针对密文 9834 再次进行运算 b ^ key, 得到的就是原来的明文 1234.  
> 
> 注： **按位异或只是最简单的对称加密. HTTPS 中并不是使用按位异或.**

而使用了对称加密，即使数据被截获了，黑客不会知道密钥是什么！但是实际上并没有那么简单！

**原因：**每个客户端的密钥必须是不同的，不然大部分人用一样的，那么相同密钥扩散太多，黑客也能拿到。而服务器真的可以维护每一个客户端和密钥之间的关联关系吗？不能。

因此就出现了一种，双方先沟通，协商密钥是什么，在进行密钥传输的方式。

![d5e9f0f5b5d24df299aed6c665109199.png][]

如上图的形式，但是傻子也看得出来，第一次就这样传输，黑客不就知道了吗？因此为了争对第一次的传输，我们引入**非对称加密。**

> **非对称加密** 
> 
>  非对称加密要用到两个密钥,  一个叫做  " 公钥 ",  一个叫做  " 私钥 "
> 
> 公钥和私钥是配对的 .  最大的缺点就是 **运算速度非常慢** ，比对称加密要慢很多 . 
> 
>  *  通过公钥对明文加密 ,  变成密文 
>  *  通过私钥对密文解密,  变成明文 
> 
> 注：也可以反着使用。

用法：A 要给 B 一些重要的文件, 但是 B 可能不在. 于是 A 和 B 提前做出约定: B 说: 我桌子上有个盒子, 然后我给你一把锁, 你把文件放盒子里用锁锁上, 然后我回头拿着钥匙来 开锁取文件. 在这个场景中, 这把锁就相当于公钥, 钥匙就是私钥. 公钥给谁都行(不怕泄露), 但是私钥只有 B 自己持有. 持有私钥的人才能解密.

![db2f4a59ee3f441f9d24c2a206a17a60.png][]

*  客户端在本地生成对称密钥, 通过公钥加密, 发送给服务器. 
 *  由于中间的网络设备没有私钥, 即使截获了数据, 也无法还原出内部的原文, 也就无法获取到对称密钥 
 *  服务器通过私钥解密, 还原出客户端发送的对称密钥. 并且使用这个对称密钥加密给客户端返回的响应数据. 
 *  后续客户端和服务器的通信都只用对称加密即可

### 客户端如何获取公钥 ###

有没有想过，如果一开始就有公钥，那为什么还需要密钥呢？不就是应该客户端一个密钥吗？因此，我们需要明白公钥如何获取！

> **获取公钥：** 
> 
> 在客户端和服务器刚一建立连接的时候, 服务器给客户端返回一个 **证书(**包含了刚才的公钥, 也包含了网站的身份信息. )
> 
> 客户端取得证书，对证书进行校验，防止伪造的可能。**校验手段**：
> 
>  *  判定证书的有效期是否过期 
>  *  判定证书的发布机构是否受信任(操作系统中已内置的受信任的证书发布机构). 
>  *  验证证书是否被篡改: 从系统中拿到该证书发布机构的公钥, 对签名解密, 得到一个 hash 值(称为**数****据摘要**), 设为 hash1. 然后计算整个证书的 hash 值, 设为 hash2. 对比 hash1 和 hash2 是否相等. 如果相等, 则说明证书是没有被篡改过的. 
> 
> 证书含有以下信息：
> 
>  *  证书发布机构 
>  *  证书有效期 
>  *  公钥 
>  *  证书所有者 
>  *  签名

也就是说，靠证书获取服务器赠的公钥！！！

## 总结 ##

HTTPS就是HTTP的基础上加密了，更加安全，不会轻易被黑客盗取信息。而加密方式：使用了密钥加密。

工作流程分三步：

1.  **第一组** **(** **非对称加密** **)** :  用于校验证书是否被篡改 .  服务器持有私钥 ( 私钥在注册证书时获得 ),  客户端持有公 钥( 操作系统包含了可信任的  CA  认证机构有哪些 ,  同时持有对应的公钥 ).  服务器使用这个私钥对证书的签名进行加密.  客户端通过这个公钥解密获取到证书的签名 ,  从而校验证书内容是否是篡改过
2.  **第二组** **(** **非对称加密** **):**  用于协商生成对称加密的密钥 .  服务器生成这组 私钥 \- 公钥 对 ,  然后通过证书把公钥传递给客户端.  然后客户端用这个公钥给生成的对称加密的密钥加密 ,  传输给服务器 ,  服务器通过私钥解密获取到对称加密密钥.
3.  **第三组** **(** **对称加密** **):**  客户端和服务器后续传输的数据都通过这个对称密钥加密解密 .

[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E4%B8%AA%E4%BA%BA%E4%B8%BB%E9%A1%B5&spm=1001.2101.3001.7020
[tq02_CSDN_-C_Java_Java]: https://blog.csdn.net/m0_74097410?spm=1010.2135.3001.5343
[http_t.csdnimg.cn_TnKcz]: http://t.csdnimg.cn/TnKcz
[f09cb64d75dc4c6ba667e6bddeac64ce.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/326a6025929a4de38adf350c36794a1e.png
[C]: http://t.csdn.cn/3A5e9
[JavaSE]: http://t.csdn.cn/TBH4P
[MySQL]: http://t.csdn.cn/2FRvG
[Link 2]: http://t.csdn.cn/LybUv
[94d7849eb2fa4e5db2b5e52de4b755fd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/1ae2053379f64a80b5da1f288fcff58a.png
[d5e9f0f5b5d24df299aed6c665109199.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/d05b8b00e0c1417691627840a0cb5a4e.png
[db2f4a59ee3f441f9d24c2a206a17a60.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/52ccb5f7e2484e268cd96e69ecd364eb.png