HTTPS 原理
目录
HTTPS 的核心：SSL/TLS 协议
SSL/TLS 的核心作用
HTTPS 的区别
HTTPS 的工作流程：SSL/TLS 握手与数据传输
阶段 1：TCP 三次握手（基础连接建立）
阶段 2：SSL/TLS 握手（核心安全协商）
1. 客户端发起请求
2. 服务器回应
3. 服务器发送证书
4. 服务器发送密钥交换信息
5. 客户端验证证书并生成主密钥
6. 双方生成会话密钥
7. 客户端通知握手完成
8. 服务器验证并回应
9. 加密数据传输
阶段 3：数据传输阶段
阶段 4：连接关闭
整体过程
HTTPS 的核心：SSL/TLS 协议
SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）协议和 TLS 协议（Transport Layer Security，传输层安全）是一组用于在计算机网络中提供加密通信、身份认证和数据完整性保护的安全协议。
SSL/TLS 的核心作用
简单来说，SSL/TLS 解决了网络通信中的三大核心安全问题：
- 加密（Confidentiality）：通过加密算法将传输数据打乱，确保即使数据被窃听，攻击者也无法读懂内容；
- 认证（Authentication）：通过数字证书验证通信双方（通常是服务器，可选验证客户端）的真实身份，防止 “中间人攻击”；
- 完整性（Integrity）：通过哈希算法检测数据在传输过程中是否被篡改，确保接收的数据与发送的数据一致。
HTTPS 的区别
HTTPS 结合两者优势：用非对称加密传输对称密钥，后续数据用对称加密传输（既保证密钥安全，又提升传输效率）。
HTTPS 的工作流程：SSL/TLS 握手与数据传输
HTTPS 通信可分为两大阶段：SSL/TLS 握手阶段（协商加密规则、交换密钥、验证身份）和数据传输阶段（用协商的密钥加密传输数据）。
阶段 1：TCP 三次握手（基础连接建立）
HTTPS 基于 TCP 协议，通信前需先通过 TCP 三次握手建立可靠连接（确保数据传输的可靠性）。
阶段 2：SSL/TLS 握手（核心安全协商）
握手阶段的目标是：客户端和服务器协商加密算法、验证服务器身份、安全交换对称密钥（“会话密钥”）。步骤如下：
1. 客户端发起请求
- 客户端发起请求，通过 hello 报文，发送支持的 TLS 版本（如 TLS 1.2）、加密套件列表（如
ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384）、随机数Client Random，确认要加密的方式。
2. 服务器回应
- 服务器回应 hello 报文，选择一个加密套件（如
ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384），确定 TLS 版本，生成随机数Server Random，并将这些信息返回给客户端。
3. 服务器发送证书
- 服务端发送证书，包含服务器公钥、域名、证书有效期等信息，用于客户端验证服务器身份。
4. 服务器发送密钥交换信息
- 若使用 ECDHE 等密钥交换算法，服务器会生成临时的椭圆曲线公钥（或 RSA 临时公钥），并使用服务器私钥签名，防止被篡改。
5. 客户端验证证书并生成主密钥
- 客户端验证服务器证书的有效性（检查是否由可信 CA 签发、域名是否匹配、是否过期等）；
- 验证通过后，客户端生成随机数
Pre-Master Secret（预主密钥），并用服务器公钥加密后发送给服务器（RSA 模式），或通过椭圆曲线计算生成共享密钥（ECDHE 模式）。
6. 双方生成会话密钥
- 通过相同的密钥派生算法（如 HKDF）生成主密钥（Master Secret），再进一步生成用于实际加密的会话密钥（对称加密密钥）和MAC 密钥（用于完整性校验）。
7. 客户端通知握手完成
- 客户端使用会话密钥加密一条 “Finished” 消息（包含之前所有握手消息的哈希值），发送给服务器，证明已正确生成会话密钥。
8. 服务器验证并回应
- 服务器解密 “Finished” 消息，验证哈希值是否匹配，确认客户端已正确获取会话密钥；
- 服务器同样用会话密钥加密一条 “Finished” 消息发送给客户端，完成握手。
9. 加密数据传输
- 握手完成后，客户端和服务器使用协商好的对称加密算法（如 AES-GCM）和会话密钥，对后续的 HTTP 请求 / 响应数据进行加密传输，同时通过 MAC 校验确保数据未被篡改。
阶段 3：数据传输阶段
握手完成后，客户端和服务器使用协商好的会话密钥（对称加密）传输所有 HTTP 数据，同时通过哈希算法校验数据完整性。每次传输的数据会被加密为密文，且附加 MAC（消息认证码）用于防篡改验证。
阶段 4：连接关闭
通信结束后，通过 TCP 四次挥手关闭连接。
整体过程
验证身份 --> 协商秘钥 --> 加密传输