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https交互原理

news 2025/7/14 8:29:02

Https 交互时序图：

在这里插入图片描述

HTTPS 通信中结合 RSA 和 AES 加密的流程，本质是利用 RSA 的安全特性交换 AES 密钥，再用高效的 AES 加密实际数据传输。

Client Hello
客户端发送支持的功能列表：TLS 版本、支持的加密套件（如 TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384）、客户端随机数（Client Random）。
Server Hello
服务器选择加密套件（如 RSA + AES-256），并发送：
- 服务器随机数（Server Random）
- 数字证书（含服务器的 RSA 公钥，由 CA 签发）。
客户端验证证书
客户端用 CA 公钥验证证书合法性（防中间人攻击）。
Pre-Master Secret 生成与加密（RSA 核心步骤）
- 客户端生成 Pre-Master Secret（46 字节随机数）。
- 用服务器的 RSA 公钥加密 Pre-Master Secret → 得到 Encrypted Pre-Master Secret。
- 发送 Client Key Exchange 消息（包含加密后的 Pre-Master Secret）。
服务器解密 Pre-Master Secret（RSA 核心步骤）
服务器用 RSA 私钥解密获得 Pre-Master Secret。
生成会话密钥（AES 密钥的诞生）
客户端和服务器分别用以下三个参数生成相同的 Master Secret：
```
Master Secret = PRF(Pre-Master Secret, "master secret", Client Random + Server Random)  
```
再根据 Master Secret 派生出 AES 对称密钥（如 AES-256 密钥）和 MAC 密钥。
切换加密模式通知
双方发送 Change Cipher Spec 消息，宣告后续通信使用协商的密钥加密。
握手完成验证
双方发送加密的 Finished 消息，验证握手过程是否一致且未被篡改。

应用数据加密
- 客户端用协商的 AES 密钥加密 HTTP 请求（如 AES-GCM 模式加密 + 完整性校验）。
- 发送加密后的数据到服务器。
服务器解密与响应
- 服务器用相同的 AES 密钥解密请求。
- 处理请求后，再用 AES 密钥加密响应数据返回给客户端。
客户端解密响应
客户端用 AES 密钥解密响应，获得明文内容。

阶段	RSA 作用	AES 作用	优势
密钥交换	加密传输 Pre-Master Secret（短数据）	-	非对称加密保证密钥安全交换
数据传输	-	加密实际 HTTP 数据（长数据）	对称加密速度快，适合大数据量
安全性	解决密钥分发问题	提供高效加密	兼顾安全性与性能

RSA 保护 AES 密钥
- Pre-Master Secret 是 AES 密钥的“种子”，由 RSA 公钥加密后传输，仅服务器私钥可解密。
- 即使攻击者截获流量，也无法破解 Pre-Master Secret（RSA 数学难题保障）。
前向保密（可选增强）
现代 TLS 常用 ECDHE-RSA 替代 RSA 密钥交换：
- ECDHE 生成临时会话密钥，即使服务器 RSA 私钥泄漏，历史会话仍安全。
- RSA 仅用于签名认证（不直接加密密钥）。
AES 高效加密
- AES-256 提供 256 位密钥强度，加密速度快（比 RSA 快千倍以上）。
- 工作模式（如 GCM）同时提供加密和完整性校验。