HTTPS详解：原理 + 加解密过程 + 面试问答
一、HTTP 与 HTTPS 的区别
| 项目 | HTTP | HTTPS |
|---|---|---|
| 全称 | HyperText Transfer Protocol | HyperText Transfer Protocol Secure |
| 端口 | 80 | 443 |
| 协议层 | 应用层 | 应用层 + TLS（安全层） |
| 加密方式 | 明文传输 | 加密传输（TLS） |
| 安全性 | 易被劫持、中间人攻击 | 可加密、防篡改、防伪装 |
| 是否需证书 | 否 | 是（由 CA 机构颁发） |
二、HTTPS 的核心安全保障
HTTPS 基于 TLS（或旧版 SSL）实现以下三个目标：
- 机密性（防监听）：使用对称加密加密数据内容
- 身份认证（防伪装）：通过数字证书验证服务器身份
- 完整性校验（防篡改）：使用摘要算法保证数据未被修改
三、HTTPS 加密通信原理（TLS 握手过程）
混合加密机制：
| 加密方式 | 使用目的 | 特点 |
|---|---|---|
| 非对称加密 | 握手阶段传输密钥 | 安全但慢 |
| 对称加密 | 正文传输 | 快但需安全传递密钥 |
| 摘要 + MAC | 校验完整性 | 防止数据被篡改 |
TLS 1.2 握手步骤：
四、数字证书与身份认证
数字证书包含：
- 公钥
- 服务器域名
- 颁发机构（CA）
- 有效期
- 签名算法（SHA256）
验证方式：
客户端浏览器内置 根证书列表，通过链式验证服务器的证书是否被信任。
五、TLS 1.3 对比 TLS 1.2
| 特性 | TLS 1.2 | TLS 1.3 |
|---|---|---|
| 握手轮次 | 至少 2 次 RTT | 最快 1 次 RTT（支持 0-RTT） |
| 加密套件 | 多（含部分弱算法） | 默认强加密（去除 RSA 握手） |
| 会话恢复 | 使用 Session ID/Ticket | 使用 PSK |
| 前向保密 | 可选 | 默认启用 |
六、HTTPS 常见问题总结
1. HTTPS 为什么比 HTTP 安全？
答： HTTPS 使用 TLS 实现加密通信、防监听、防篡改和身份认证，相比 HTTP 明文传输更安全。
2. HTTPS 使用哪些加密算法？
| 类型 | 说明 | 示例算法 |
|---|---|---|
| 非对称加密 | 握手阶段传输密钥 | RSA、ECDHE |
| 对称加密 | 加密通信内容 | AES、ChaCha20 |
| 摘要算法 | 校验完整性 | SHA-256、HMAC |
3. HTTPS 全程使用非对称加密吗？
答： 否。
握手阶段使用非对称加密交换对称密钥，之后的通信使用对称加密（更高效）。
4. 数字证书是什么？客户端如何验证？
答： 证书由 CA 签发，包含服务器公钥、域名等信息。客户端通过浏览器预置的根证书验证其合法性（链式信任模型）。
5. TLS 握手过程简述？
答： 客户端发送 Hello → 获取服务器证书 → 验证后生成对称密钥 → 使用公钥加密密钥传输 → 建立安全通道。
6. 中间人攻击是什么？HTTPS 如何防止？
答： 中间人伪装成服务端窃听数据。HTTPS 使用证书认证 + 加密通信，确保客户端只能与真正的服务器通信，防止中间人。
7. TLS 1.2 vs TLS 1.3 的主要区别？
- TLS 1.3 性能更优，握手更快（支持 0-RTT）
- 移除不安全算法，默认启用前向保密
- 加密元数据更强，防止探测
七、总结
| 特性 | HTTPS 优势 |
|---|---|
| 保密性 | 数据加密，防止监听 |
| 身份认证 | 数字证书，防止伪造 |
| 完整性 | 摘要校验，防止数据被篡改 |
| 性能（TLS 1.3） | 握手更快，资源更节省 |
| 应用场景 | 登录、支付、传输隐私数据的所有 Web 应用场景 |