52 https

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
http协议内容都是按照文本的方式明文传输的，这就导致在传输过程中出现一些被篡改的环境

http和https是可以同时存在的，数据时从应用层自上往下发的，每一层都不关心数据内容是什么，数据是什么样就原封不动的传递。https就是在应用层引入一个ssl加密解密，数据在到传输层之前先用这个步伐加密，客户主机的应用层也有这个协议用来解密数据，这样，发送的数据就是密文，数据不会泄露
SSL加密技术是为保护敏感数据在传送过程中的安全，而设置的加密技术。
1. 什么是“加密”

加密就是把明文（要传输的信息）进行一系列变更，天生密文
解密就是把密文再进行一些列变更，还原成明文
在这个加密和解密的过程中，往往必要一个大概多个中心的数据，辅助进行这个过程，这样的数据称为密钥（正确发声yue四声，平时都读yao四声）

好比7是要发送的明文，5是密钥，把7和5盘算一下得到密文发送给客户端，客户端拿到了秘钥5，就可以对密文再次异或得到要发送的数据7
| 83版《火烧圆明园》，有人要谋反干掉慈禧太后，恭亲王依苏给慈溪第的折子，| | 内容只是家常，套上一张挖了洞的纸就能看到真实表达的意思
| 明文：“当心苏顺，短话，戴恒”（这几个人都是其时的权臣）
| 密文：奏折全文
| 秘钥：挖了洞的纸

加密解密现在已经发展成一个独立的学科：暗码学
而暗码学的奠基人，也正是盘算机科学的祖师爷之一，艾伦·麦席森·图灵

盘算机范畴中的最高荣誉就是以他名字命名的“图灵奖”
2. 为什么要加密

臭名昭著的“运营商挟制”
下载一个天天动听

由于通过网络传输的任何的数据包都会经过运营商的网络装备（路由器、交换机等），那么运营商的网络装备就可以解析出你传输的数据内容，并进行篡改
点击“下载按钮”，其实就是在服务器发送了一个http请求，获取到的http相应其实就包含了该app的下载链接，运营商挟制之后，就发现这个请求时要下载天天动听，那么就自动的把交给用户的相应给篡改成“qq浏览器”的下载地点了

所以，由于http的内容是明文传输的，明文数据会经过路由器、wifi热点、通佩服务运营商、代理服务器等多个物理节点，假如信息在传输过程中被挟制，传输的内容就完全暴漏了。挟制者还可以篡改传输的信息且不被两边察觉，这就是中心人攻击，所以我们才必要对信息进行加密
思考下，为啥运营商要进行挟制，无非是为了钱
不止运营商可以挟制，其他的黑客也可以用雷同的本领进行挟制，来窃取用户隐私信息，大概篡改内容
| 试想一下，假如黑客在用户登录付出宝的时候获取到用户账户余额，乃至获取到| | 用户的付出暗码
在互联网上，明文传输时比力危险的事变
https就是在http的基础上进行了加密，进一步的来包管用户的信息安全
3. 常见的加密方式

对称加密

接纳单钥暗码体系的加密方法，同一个秘钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密，特征：加密和解密所用的秘钥是相同的
常见对称加密算法（了解）：DES、3DES、AES、TDEA、Blowfish、RC2等
特点：算法公开、盘算量小、加密速率快、加密效率高
对称加密其实就是通过同一个“秘钥”，把铭文加密成密文，而且也能把密文解密成明文
   一个简单的对称加密，按位异或
假设 明文a=1234，秘钥 key=8888
然后针对密文9834再次运算b^key，得到的就是原来的明文1234（对于字符串的堆成加密也是同理，每一个祖父都可以表示成一个数字）
当然，按位异或只是最简单的对称加密，https中并不是使用按位异或
  非对称加密

必要两个秘钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）
常见非对称加密算法（了解）：RSA，DSA，ECDSA
特点：算法强度复杂，安全性依赖于算法与秘钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速率没有对称加密解密的速率快
非对称加密要用到两个秘钥，一个叫“公钥”，一个叫“私钥”
公钥和私钥是配对的，最大的缺点就是运算速率非常慢，比对称加密慢的多

• 通过公钥对明文加密，编程密文
  
• 通过私钥对明文解密，变成明文
  

也可以反着来

• 通过私钥对明文加密，编程密文
  
• 通过公钥对明文解密，变成明文
  
  
  
  用公钥加密，只能拥有私钥的人来解密
  

   非对称加密数学原理比力复杂，涉及到一些数论的相干知识，这里举一个简单的生存上的例子
A要给B一些紧张的文件，但是B可能不在，于是A和B提前做出约定
B说：我桌子上有两个盒子，然后我给你一把锁，你把文件放盒子里用锁锁上，然后我回头拿着钥匙开锁取文件
在这个场景中，这把锁就相当于公钥，钥匙就是私钥，公钥给谁都行，不怕泄露，但是私钥只有B本身持有，公钥加密，只有持有私钥的人才能解密
  4. 数据摘要和数据指纹

数字指纹，其根本原理是使用单向散列函数（hash函数）对信息运算，天生一串固定长度的数字摘要。数字指纹并不是一种加密机制，但可以用来判断数据有没有被篡改
摘要场景的算法：有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等，算法把无线的映射成有限的，因此可能会有碰撞（两个不同的信息，算出的摘要相同，但是概率非常低）
摘要特征：和加密算法的区别是，摘要严格意义上不是加密，由于没有解密，只不过从摘要很难反推原信息，通常用来进行数据对比
百度网盘等上传文件，也是先天生数字摘要，判断是不是已经存在了，存在了就可以天生雷同的软连接，秒传文件，实际上不必要再存一份同样的文件
5. 数字签名

摘要经过加密，就得到数字签名
6. 理解链-承上启下

对http进行对称加密，是否能解决数据通信安全的问题？问题是什么？
为何要用非对称加密？为何不全用非对称加密？
7. https的工作过程探究

既然要包管数据安全，就要“加密”
网络传输中不再直接传输明文了，而是加密后的“密文”
加密的方式很多，但团体上分为两大类：对称加密和非对称加密
方案1-只使用对称加密

假如通信两边都各自持有同一个秘钥X，且没有别人知道，这两方的同喜南拳当然是可以被包管的（除非秘钥被破解）

引入对称加密后，纵然数据被拦截，由于黑客不知道秘钥是啥，因此无法解密，也不知道请求的真是内容是什么
但究竟没这么简单，服务器同一时刻其实是给很多客户端提供服务的，这么多客户端，每个人用的秘钥都必须是不同的（假如是相同那秘钥太容易扩散了，黑客也就能拿到了），因此服务器必要维护每个客户端和每个秘钥之间的关系，是个很麻烦的事变

比力抱负的做法，是能在客户端和服务器连接的时候，两边协商这次的秘钥是啥

但是直接把秘钥明文传输，黑客也可以获得。但假如秘钥加密传输，就必要协商一个秘钥的秘钥，就陷入了循环式的问题
方案2 只使用非对称加密

鉴于非对称加密的机制，假如服务器先把公钥以明文方式传输给浏览器，之后浏览器向服务器传数据都先用这个公钥加密好再传，从客户端到服务器信道似乎是安全的（有安全问题），由于只有服务器有相应的私钥能解开公钥加密的数据
但是服务器到浏览器的这条路怎么保障安全？
假如服务器用它的私钥加密数据传给浏览器，那么浏览器用公钥可以解密它，而这个公钥是一开始通过明文传输给浏览器，若这个公钥被中心人挟制了，那他也能用该公钥解密服务器传来的信息了

方案3 两边都使用非对称加密

服务端拥有公钥S与之对应的私钥S’，客户端拥有公钥C与之对应的私钥C’
客户端和服务端交换公钥
客户端给服务端发消息，用S对数据加密，再发送，只能由服务器解密，由于只有服务器有私钥S’
服务端给客户端发消息，用C对数据加密，再发送，只能由客户端解密，由于只有客户端有私钥C’

这样存在的问题：
1.效率太低
2.仍旧有安全问题
方案4 非对称加密+对称加密

先解决效率问题

服务端有非对称公钥S和私钥S’
客户端发起https请求，获取服务端公钥S
客户端在本地天生对称密钥C，通过公钥S加密，发送给服务器
由于中心的网络装备没有私钥，纵然截获了数据，也无法还原出内部的原文，也无法获取到对称密钥，但也不肯定
服务器通过密钥S’解密，还原出客户端发送的对称密钥C，而且使用这个对称密钥加密数据给客户端返回
后续客户端和服务端的通信都只用对称加密即可，由于该秘钥只有客户端和服务器两个主机知道，其他主机/装备不知道秘钥纵然接货数据也没有意义
   由于对称加密的效率比非对称加密高很多，所以只是在开始阶段协商秘钥的时候使用非对称加密，后续都用对称加密
  仍旧有安全问题
中心人攻击

Main-in-the-Middle-Attack,简称“MITM攻击”
确实，在方案2/3/4中，客户端获取公钥S之后，对客户端形成的对称密钥X用服务端给客户端的公钥S加密，中心人纵然窃取到了数据，此时中心人确实无法解除客户端形成的秘钥，因此只有服务器有密钥S’
但是中心人的攻击，假如在最开始协商的时候就开始了，就不肯定了，假设hacker称为中心人
1.服务器具有非对称加密算法的S，私钥S’
2.中心人有非对称加密算法的公钥M，私钥M’
3.客户端向服务器发送请求，服务器明文传送公钥S给客户端
4.中心人挟制数据，提取公钥S保存，然后将报文的S替换为本身的公钥M，伪造发送给客户端
5.客户端收到报文，提取公钥M（客户端不知道公钥被替换了），形成对称密钥X，用公钥M加密X，形成报文发送客户端
6.中心人挟制，用本身的私钥M’解密，得到通信秘钥X，然后用曾经保存的公钥S加密，将报文推送给服务器
7.服务器拿到报文，用本身的秘钥S’解密，得到通信秘钥X
8,。两边开始接纳X对称加密通信，但是中心人也拿到了秘钥，就可以获得原数据，乃至修改

上面的方案，对于2/3/4都使用
问题的本质在于，客户端无法确定收到的公钥数据报文，是正当的，也就是目标服务器发过来的
8. CA认证

服务端在使用https前，必要向ca机构申领一份数字证书，数字证书里含有证书申请者信息、公钥信息等。服务器把证书传给浏览器，浏览器从证书里获取公钥就行，证书就如身份证，证实服务端的权势巨子性
公钥的权势巨子性

根本说明：https://baike.baidu.com/item/CA%E8%AE%A4%E8%AF%81/6471579?fr=aladdin
这个证书可以理解成事一个结构化的字符串，里面包含了一下信息：
证书发布机构
证书有用期
公钥
证书所有者
签名
…
必要注意的是：申请证书的时候，必要在特定平台天生，会同时天生一对秘钥，公钥和私钥，这对秘钥就是用来在网络通信中进行明文加密和数字签名的
其中公钥会随着CSR文件，一起发给CA进行权势巨子认证，私钥服务端本身保留，用来后续进行通信（其实主要用来交换对称密钥）

可以使用在线天生CSR和私钥：https://myssl.com/csr_create.html
形成CSR之后，后续就是向CA进行申请认证，不过一般认证过程很繁琐，网络各种提供证书申请的服务商，一般真的必要，直接找平台解决就行
数据签名

签名的形成是基于非对称加密算法的，注意，现在暂时和https没有关系，不要和https中的公钥和私钥搞混了

当服务端申请CA证书的时候，CA机构会对该服务端进行审核，并专门为该网站形成数字签名，过程如下：
1.CA机构拥有非对称加密的私钥A和公钥A’
2.CA机构对服务端申请的证书明文数据进行hash，形成数据摘要
3.然后对数据摘要用CA私钥A’加密，得到数字签名S
服务端申请的证书明文和数字签名S共同组成了数字证书，这样一份数字证书就可以颁发给服务端了
方案5 非对称加密+对称加密+证书认证

在客户端和服务器刚一创建连接的时候，服务器给客户端返回一个证书，证书包含了之前服务端的公钥，也包含了网站的身份信息

客户端认证

当客户端获取到证书时，对证书校验（防止证书是伪造的）

• 判定证书的有用期是否过期
  
• 判定证书的发布机构是否信托（操作体系重已内置的证书发布机构）
  
• 验证证书是否被篡改，浏览器中内置了权势巨子机构的公钥，用公钥对签名解密，得到hash值。设为hash1，然后盘算证书数据的hash值，设为hash2，对比hash1和hash2是否相等，假如相等，则说明证书时没有被篡改过的
  

查察浏览器的受信托证书发布机构

浏览器的安全选项里一般都有证书管理
安全环境

中心人有没有可能篡改证书

中心人篡改了证书的明文
由于没有CA机构的私钥，所以无法hash之后用私钥加密形成签名，也没法对篡改后的整数形成匹配的签名
假如强行篡改，客户端收到证书后发现明文和签名解密后的值不一致，则说明证书被篡改，证书不可信，制止向服务器传输信息，防止泄露给中心人
中心人整个掉包证书

由于中心人没有CA私钥，所以无法制作假的证书
中心人只能向CA申请真证书来掉包，但证书中包含了域名等服务端认证信息，所以掉包了仍旧能识别出来
永远记着：中心人没有CA私钥，所以对任何证书都无法进行正当修改，包罗本身的
常见问题

为什么摘要内容在网络传输的时候肯定要加密形成签名

常见的摘要加密算法有：MD5和SHA系列
以MD5为例，不必要研究详细的盘算签名的过程，只必要了解MD5的特点：
定长：无论多长的字符串，盘算出来的MD5值都是固定长度（16字节版本大概32字节版本）
分散：原字符串只要改变一点点，最终得到的MD5值都会差别很大
不可逆：通过原字符串天生MD5很容易，但是通过MD5还原成原串理论上是不可能的
正由于MD5有这样的特性，我们可以认为假如两个字符串的MD5值相同，则认为这两个字符串相同
理解判定证书篡改的过程：这个过程就好比判定这个身份证是不是伪造的身份证
假设我们的证书只是一个简单的字符串hello，对这个字符串盘算hash值，好比（md5），结果为BC4B2A76B9719D91
假如hello中有恣意的字符被篡改了，好比变成了hella，那么盘算的md5值会变化很大，BDBD6F9CF51F2FD8
然后我们可以把这个字符串hello和哈希值BC4B2A76B9719D91从服务器返回给客户端，此时客户端怎样验证hello是否被篡改过？
那么只要盘算hello的哈希值，看看是不是BC4B2A76B9719D91即可

但是还有个问题，假如黑客把hello篡改了，同时也把哈希值重新盘算下，客户端就分辨不出来了

所以被传输的哈希值不能传输明文，必要传输密文

对证书明文（这里指 hello）hash形成散列摘要，然后CA使用本身的私钥加密形成签名，将hello和加密的签名合起来形成CA证书，颁发给服务端，当客户端请求的时候，就发送给客户端，中心人截获了，由于没有CA秘钥，无法更改大概团体掉包，就能安全的证实，证书的正当性
最后，客户端通过操作体系里已经存了的证书发布机构的公钥进行解密，还原出原始的哈希值，再进行校验
为什么签名不直接加密，而是要先hash形成摘要

缩小签名密文的长度，加快数字签名的验证签名的运算速率
怎样成为中心人

ARP诱骗：在局域网中，hacker经过收到ARP Request广播包，可以或许偷听到其他节点的（IP，MAC）地点。例,黑客收到两个主机A，B的地点，告诉B（受害者），本身是A，使得B在发送给A的数据包都被黑客截取
ICMP攻击：由于ICMP协议中有重定向的报文范例，那么我们就可以伪造一个ICMP信息然后发送给局域网中的客户端，并伪装本身是一个更好的路由通路。从而导致目标所有的上网流量都会发送到我们指定的接口上，达到和ARP诱骗同样的效果
假wifi&&假网站等
完备流程

左边是客户端，右边是服务器

总结

https工作过程中涉及到的密钥有三组
第一组（非对称加密）：用于校验证书是否被篡改，服务器持有私钥（私钥在形成CSR文件与申请证书时获得），客户端持有公钥（操作体系包含了可信托的CA认证机构有哪些，同时持有对应的公钥），服务器在客户端请求，返回携带签名的整数，客户端通过这个公钥进行证书验证，包管证书的正当性，进一步包管证书中携带的服务端公钥权势巨子性
第二组（非对称加密）：用于协商天生对称加密的秘钥，客户端用收到的CA证书中的公钥（是可被信托的）给随机天生的对称加密的秘钥加密，传输给服务器，服务器通过私钥解密获取到对称加密秘钥
第三组（对称加密）：客户端和服务器后续传输的数据都通过这个对称密钥加密解密