一文詳細解讀https

1.Https是什麼

https是基於http協議的一個擴展，與SSL（安全套接層）組合使用的HTTP被稱為HTTPS（HTTP Secure，超文本傳輸安全協議），https盛行的原因是什麼呢？當然是因為安全原因啦，http是不加密的，HTTP缺點：

1.通信使用明文不對數據進行加密（內容容易被竊聽）；

2.不驗證通信方身份（容易偽裝）；

3.無法確定報文完整性（內容易被篡改）；

HTTPS 並非是應用層的一種新協議。只是HTTP通信接口部分用 SSL（SecureSocket Layer）和 TLS（Transport Layer Security）協議代替而已；

通常，HTTP 直接和 TCP 通信。當使用 SSL 時，則演變成先和 SSL 通信，再由 SSL和 TCP 通信了。簡言之，所謂 HTTPS，其實就是身披 SSL 協議這層外殼的HTTP；

2.Http/Https處於ISO的應用層

ISO7層模型，網絡由下往上分為：

物理層-- 網線，集線器hub；

數據鏈路層-- 交換機，mac地址；

網絡層-- 路由器，IP協議；

傳輸層-- TCP/UDP協議；

會話層-- …

表示層-- …

應用層-- FTP、Telnet、SMTP、RIP、NFS、DNS。 HTTP(s)協議；

3.SSL/TLS是什麼？

SSL就是Https中的s，學習https的關鍵就在於SSL的內容，而ssl的內容又包含一系列的加密方法的內容，所以實際上學習的重點其實是SSL下面的加密方法；

3.1.SSL

SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字層），位於可靠的面向連接的網絡層協議和應用層協議之間的一種協議層。SSL通過互相認證、使用數字簽名確保完整性、使用加密確保私密性，以實現客戶端和服務器之間的安全通訊。該協議由兩層組成：SSL記錄協議和SSL握手協議；

SSL是Netscape開發的專門用戶保護Web通訊的，目前版本為3.0。最新版本的TLS 1.0是IETF(工程任務組)制定的一種新的協議，它建立在SSL 3.0協議規範之上，是SSL 3.0的後續版本。兩者差別極小，可以理解為SSL 3.1，它是寫入了RFC的；

3.2.TLS

TLS：(Transport Layer Security，傳輸層安全協議)，用於兩個應用程序之間提供保密性和數據完整性。該協議由兩層組成：TLS記錄協議和TLS握手協議；

4.SSL倆種基本的加密方法

4.1.對稱密鑰加密（共享密鑰加密）

以共享密鑰方式加密時必須將密鑰也發給對方。可究竟怎樣才能安全地轉交？在互聯網上轉發密鑰時，如果通信被監聽那麼密鑰就可會落入攻擊者之手，同時也就失去了加密的意義。另外還得設法安全地保管接收到的密鑰。

4.2.非對稱密鑰加密（公開密鑰加密） - Public-key cryptography

Client向Server發送請求前的通知；

Server收到前置招呼後，向Client提供一個帶有簽名，有公鑰，並且只有自己有私鑰的請求容器；

Client收到容器後用公鑰打開，然後往容器內寫入請求字段，再次發送給Server；

Hacker攔截到消息，但是沒有私鑰，無法破解信息；

Server收到信息，用自己私鑰開開心心的閱讀解析Client發來的請求；

5.Https的工作流程

可以看到工作流程，基本分為三個階段：

認證服務器。瀏覽器內置一個受信任的CA機構列表，並保存了這些CA機構的證書。第一階段服務器會提供經CA機構認證頒發的服務器證書，如果認證該服務器證書的CA機構，存在於瀏覽器的受信任CA機構列表中，並且服務器證書中的信息與當前正在訪問的網站（域名等）一致，那麼瀏覽器就認為服務端是可信的，並從服務器證書中取得服務器公鑰，用於後續流程。否則，瀏覽器將提示用戶，根據用戶的選擇，決定是否繼續。當然，我們可以管理這個受信任CA機構列表，添加我們想要信任的CA機構，或者移除我們不信任的CA機構。

協商會話密鑰。客戶端在認證完服務器，獲得服務器的公鑰之後，利用該公鑰與服務器進行加密通信，協商出兩個會話密鑰，分別是用於加密客戶端往服務端發送數據的客戶端會話密鑰，用於加密服務端往客戶端發送數據的服務端會話密鑰。在已有服務器公鑰，可以加密通訊的前提下，還要協商兩個對稱密鑰的原因，是因為非對稱加密相對複雜度更高，在數據傳輸過程中，使用對稱加密，可以節省計算資源。另外，會話密鑰是隨機生成，每次協商都會有不一樣的結果，所以安全性也比較高。

加密通訊。此時客戶端服務器雙方都有了本次通訊的會話密鑰，之後傳輸的所有Http數據，都通過會話密鑰加密。這樣網路上的其它用戶，將很難竊取和篡改客戶端和服務端之間傳輸的數據，從而保證了數據的私密性和完整性。

6.常見加密算法

6.1.對稱加密算法

常用的算法包括：

DES（Data Encryption Standard）：數據加密標準，速度較快，適用於加密大量數據的場合。

3DES（Triple DES）：是基於DES，對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。

AES（Advanced Encryption Standard）：高級加密標準，是下一代的加密算法標準，速度快，安全級別高；

1、加密方和解密方使用同一個密鑰。

2、加密解密的速度比較快，適合數據比較長時的使用。

3、密鑰傳輸的過程不安全，且容易被破解，密鑰管理也比較麻煩。

4、加密算法：DES（Data Encryption Standard）、3DES、AES（Advanced Encryption Standard，支持128、192、256、512位密鑰的加密）、Blowfish。

5、加密工具：openssl、gpg(pgp工具)

6.2.非對稱加密算法

RSA：由 RSA 公司發明，是一個支持變長密鑰的公共密鑰算法，需要加密的文件塊的長度也是可變的；

DSA（Digital Signature Algorithm）：數字簽名算法，是一種標準的 DSS（數字簽名標準）；

ECC（Elliptic Curves Cryptography）：橢圓曲線密碼編碼學。

ECC和RSA相比，在許多方面都有對絕對的優勢，主要體現在以下方面：

抗攻擊性強。相同的密鑰長度，其抗攻擊性要強很多倍。

計算量小，處理速度快。ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。

存儲空間佔用小。ECC的密鑰尺寸和系統參數與RSA、DSA相比要小得多，意味著它所佔的存貯空間要小得多。這對於加密算法在IC卡上的應用具有特別重要的意義。

帶寬要求低。當對長消息進行加解密時，三類密碼系統有相同的帶寬要求，但應用於短消息時ECC帶寬要求卻低得多。帶寬要求低使ECC在無線網絡領域具有廣泛的應用前景。

1、每個用戶擁用一對密鑰加密：公鑰和私鑰。

2、公鑰加密，私鑰解密；私鑰加密，公鑰解密。

3、公鑰傳輸的過程不安全，易被竊取和替換。

4、由於公鑰使用的密鑰長度非常長，所以公鑰加密速度非常慢，一般不使用其去加密。

5、某一個用戶用其私鑰加密，其他用戶用其公鑰解密，實現數字簽名的作用。

6、公鑰加密的另一個作用是實現密鑰交換。

7、加密和簽名算法：RSA、ELGamal。

8、公鑰簽名算法：DSA。

9、加密工具：gpg、openssl

由於非對稱加密算法的運行速度比對稱加密算法的速度慢很多，當我們需要加密大量的數據時，建議採用對稱加密算法，提高加解密速度。

對稱加密算法不能實現簽名，因此簽名只能非對稱算法。

由於對稱加密算法的密鑰管理是一個複雜的過程，密鑰的管理直接決定著他的安全性，因此當數據量很小時，我們可以考慮採用非對稱加密算法。

在實際的操作過程中，我們通常採用的方式是：採用非對稱加密算法管理對稱算法的密鑰，然後用對稱加密算法加密數據，這樣我們就集成了兩類加密算法的優點，既實現了加密速度快的優點，又實現了安全方便管理密鑰的優點。

6.3.單向加密（散列算法）

散列是信息的提煉，通常其長度要比信息小得多，且為一個固定長度。加密性強的散列一定是不可逆的，這就意味著通過散列結果，無法推出任何部分的原始信息。任何輸入信息的變化，哪怕僅一位，都將導致散列結果的明顯變化，這稱之為雪崩效應。散列還應該是防衝突的，即找不出具有相同散列結果的兩條信息。具有這些特性的散列結果就可以用於驗證信息是否被修改。

單向散列函數一般用於產生消息摘要，密鑰加密等，常見的有：

1、MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA數據安全公司開發的一種單向散列算法，非可逆，相同的明文產生相同的密文。

2、SHA（Secure Hash Algorithm）：可以對任意長度的數據運算生成一個160位的數值；

SHA-1與MD5的比較

因為二者均由MD4導出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：

1、對強行供給的安全性：最顯著和最重要的區別是SHA-1摘要比MD5摘要長32 位。使用強行技術，產生任何一個報文使其摘要等於給定報摘要的難度對MD5是2128數量級的操作，而對SHA-1則是2160數量級的操作。這樣，SHA-1對強行攻擊有更大的強度。

2、對密碼分析的安全性：由於MD5的設計，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。

3、速度：在相同的硬件上，SHA-1的運行速度比MD5慢。

1、特徵：雪崩效應、定長輸出和不可逆。

2、作用是：確保數據的完整性。

3、加密算法：md5（標準密鑰長度128位）、sha1（標準密鑰長度160位）、md4、CRC-32

4、加密工具：md5sum、sha1sum、openssl dgst。

5、計算某個文件的hash值，例如：md5sum/shalsum FileName,openssl dgst –md5/-sha1