HTTPS的概念和工作过程

一.HTTPS是什么

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，这就导致传输过程中可能出现被篡改的情况

最著名的就是十多年前网络刚发展的时期，出现“运营商劫持”，当时普遍使用的HTTP协议，因此就出现客户端发给服务器请求，服务器返回响应的结果，在返回的过程中被运营商劫持了，运营商就更改其中某些响应的数据，再发回给客户端

最典型的就是广告模块，广告商投钱给网站，网站就会当用户查询后，返回其相关的广告

其中广告收费模式大多也是CPC（按点击计费），那么这计算点击次数肯定不可能只让其中一方进行统计，而是广告商和网站双方都进行统计，最后核对双方统计是否一致，如果不一致，那么程序员再来查到底是哪里出现问题

当时就经常出现，广告商统计的次数比网站统计的次数少，那么网站方的程序员就去查程序记录，但是怎么也没找到问题，查询的次数就是网站当前统计的次数，广告商也不服气，自己这边明明也只被点击了这么多次，却要交网站多统计出来钱，最后网站也只能哑巴吃榴莲，有苦说不出

时间一长，这种事就流传开来了，因为不止一家网站会出现这种情况，而是许多家，最后内部人员也透露，是被运营商劫持了

即用户发给网站请求，网站接收请求并返回响应，其中就包括广告商的广告，但是这个返回的响应被运营商劫持了，将其中的广告换成跟自己运营商有利益关系的广告商，这时再返回给用户，那么此时用户点击广告，但这个广告不是网站返回的广告，而是运营商劫持后修改的广告，那么就导致网站这边统计了广告点击次数，而真正的广告商根本没有接收到点击，因此就出现了不一致的情况

所以网站作为反制手段，就对HTTP协议进行了加密，即HTTPS，这样就能防止运营商对其中的内容进行篡改

二.什么是加密

要传输的内容叫做明文，明文经过加密，再看到的就是密文

解密则是将密文经过解密，得到的就是明文

而加密和解密的过程中，往往需要密钥

而密钥又往往分为公钥和私钥，公钥是公开的，大家都知道的，而私钥则是私密的，别人不知道的，公钥是由私钥推导而生成的

三.HTTPS的工作过程

1.引入对称加密

首先加密方式主要有两种：对称加密和非对称加密

对称加密是指加密解密用的是同一个密钥，这个密钥是私钥

非对称加密是指加密解密用不同的密钥，一个公钥，一个私钥

这两个加密方式各有优缺点，其中非对称加密的运输速度非常慢，比对称加密要慢的多

那么也许就会说，我们就选对称加密就好了呀

但是有一个问题，即一开始客户端和服务端要设置对称加密的密钥，如果客户端说“我们使用密钥*****”，服务端说“好的好的”

那么这两段话是没有使用密钥加密的，必须要等这两段话后，双方才使用刚刚设定的密钥进行加密解密，所以在这两段对话时就有可能已经被其他人知道了，那么后面的加密解密操作也就相当于掩耳盗铃了

如果你说那给这两段话也进行密钥加密，当然也可以，但是新生成的这个密钥又要先经过双方沟通才能知道，而这段沟通也是未被加密的，因此就陷入俄罗斯套娃的情况了

因此我们就需要引入非对称加密

2.引入非对称加密

服务端生成非对称加密的私钥，然后匹配出公钥并公开给客户端，客户端拿到公钥，同时生成对称密钥

客户端说“我们使用对称加密密钥****”，然后使用非对称加密的公钥进行加密

而此时服务器接收到这段密文，用非对称加密的私钥解密，获取到“我们使用对称加密密钥****”这段话，于是服务端说“好的好的”，并用对称加密密钥进行加密

客户端接收到服务端的密文，用对称加密密钥解密得到“好的好的”

然后双方就可以抛弃非对称加密，使用约定的对称加密进行对话即可

3.中间人攻击

虽然上述使用非对称加密后，再使用对称加密，看起来似乎好像就安全了，但实际上并不安全

比如AB要做生意，双方仅仅只是听说过但没有联系方式，这时有个中间人C，C认识AB且有联系方式，于是AB就让C搭桥牵线，C也有一个朋友D，于是剧情如下

一开始AB都以为：

A找C联系B，B来人跟A磋商，一来一回就能达成交易

实际上：

A找C联系B，结果C却让D来，于是A以为D是B，将交易条件和细节告诉了D

D把A的交易条件和细节告诉B，B以为D是A，于是又将交易条件和细节告诉了D

于是一来一回，AB也能达成交易，但是神不知鬼不觉的情况下就多了一个中间人，而这个中间人把握了双方所有的交易信息

回到客户端和服务端上

刚刚介绍的都是双方以为的

但实际上就有可能：

服务端生成非对称加密的私钥A，然后匹配出公钥A并公开给客户端的时候，被黑客拦下了，然后修改为公钥B，并自己生成私钥B，再传给客户端

客户端拿到公钥B，说“我们使用对称加密密钥****”，并用公钥B加密，此时黑客用私钥B对此解密，获取到“我们使用对称加密密钥****”这段话，得到对称加密密钥，然后再将这段话用公钥A加密，返回给服务端

服务端用私钥A进行解密，获取到“我们使用对称加密密钥****”这段话，于是客户端和服务端就抛弃非对称加密密钥，使用对称加密密钥进行加密解密

但是对称加密密钥已经被黑客得知了，所以客户端和服务端之间的加密也是如同虚设的，且还是在双方毫无察觉的情况下知道的

这就是中间人攻击

4.引入证书

中间人攻击之所以能成功，就是因为客户端无法分辨发来的信息是否来自服务端，同理，服务端也无法分辨发来的信息是否来自客户端，所以要防止中间人攻击，就必须解决识别信息来源的问题

简单来说就是引入第三方公证机构，服务器将自己的信息发给公证机构

信息包括：证书的公证机构是谁，证书有效期多久，服务器的非对称加密的公钥，服务器的域名

公证机构就会对上述信息进行一些公式计算，也就是密钥加密，得到一串数字，叫做“校验和”，也就作为数字签名返回给服务器

于是服务器就将信息和数字签名发给客户端，其中信息还是发给公证机构的信息，信息和数字签名统称为一张数字证书

其中信息都是明文公开的，谁都看得到

这时客户端拿到数字证书，将信息也发给公证机构计算校验和，如果校验和=数字签名，就说明这个信息未被篡改，可以信息，如果！=，则说明信息被修改了，不可信

也许你会说黑客难道就不能伪造修改证书吗

如果黑客拦截了服务器发来的数字证书，按照往常修改信息中非对称加密的密钥，那么再返回给客户端，客户端拿到公证机构验证，就会发现数字签名对不上，所以不行

那黑客能不能再把数字签名也给篡改了呢，那就是不行了，因为黑客要将自己篡改后的信息生成符合公证机构的校验和，只有两种选择，一是将篡改后的信息也按正常流程去申请证书，但此时黑客的实际域名和篡改信息中服务器的域名发生冲突，公证机构拒绝颁布证书。二是获取公证机构的私钥，将篡改信息自己进行加密，这风险难度很大，公证机构比较是专业的，不是黑客想偷就能偷走的，如果真有这种技术，那还不如直接去偷服务器公开给客户端公钥对应的私钥，然后用私钥解密客户端采用的对称加密密钥，这难度也比去偷公证机构私钥简单

所以综上，就解决了中间人攻击的问题

所以通过这一套HTTPS工作流程下来，之前出现的“运营商劫持”这种中间人攻击就失效了，同时也基本替代了HTTP协议，如今网络上大部分都是HTTPS协议的网站，几乎没有纯HTTP协议的网站了