19、HTTPS

2015-02-19 | 阅读：

参考：【MJ亲授】网络协议从入门到底层原理

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一、介绍

安全套接层工作在应用层和传输层之间
所以TLS只会对应用层数据进行加密，传输层、网络层、链路层的头部信息都是明文的，并不会影响在路由器和链路上传播
① TCP的3次握手
② TLS的连接
③ HTTP请求和响应

二、主要流程

交换数据阶段：
选择的加密组件比如：AES RSA ECDHE(一个秘钥生成算法)
服务端随机数、服务端秘钥计算参数、服务端证书
客户端随机数、客户端秘钥计算参数

验证阶段：
利用交换的数据，生成加密秘钥：主密钥，子秘钥(客户端秘钥、服务端秘钥)
服务器把之前通讯的全部报文加密发送给客户端，看客户端是否能正常解密
客户端把之前通讯的全部报文加密发送给服务器，看服务器是否能正常解密
如果都能解密成功握手结束，然后发送http报文

概念介绍

一、HTTPS

HTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure），译为：超文本传输安全协议
常称为HTTP over TLS、HTTP over SSL、HTTP Secure
由网景公司于1994年首次提出

HTTPS的默认端口号是443（HTTP是80）
现在在浏览器上输入http://www.baidu.com
会自动重定向到https://www.baidu.com

二、SSL/TLS

1、
HTTPS是在HTTP的基础上使用SSL/TLS来加密报文，对窃听和中间人攻击提供合理的防护

SSL/TLS也可以用在其他协议上，比如
FTP → FTPS
SMTP → SMTPS

2、
TLS（Transport Layer Security），译为：传输层安全性协议
前身是SSL（Secure Sockets Layer），译为：安全套接层

历史版本信息
SSL 1.0：因存在严重的安全漏洞，从未公开过
SSL 2.0：1995年，已于2011年弃用（RFC 6176）
SSL 3.0：1996年，已于2015年弃用（RFC 7568）
TLS 1.0：1999年（RFC 2246）
TLS 1.1：2006年（RFC 4346）
TLS 1.2：2008年（RFC 5246）
TLS 1.3：2018年（RFC 8446）
✓有没有发现：TLS的RFC文档编号都是以46结尾

3、
SSL/TLS工作在哪一层

三、OpenSSL

OpenSSL是SSL/TLS协议的开源实现，始于1998年，支持Windows、Mac、Linux等平台
Linux、Mac一般自带OpenSSL
Windows下载安装OpenSSL：https://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html

常用命令
生成私钥：openssl genrsa -out mj.key
生成公钥：openssl rsa -in mj.key -pubout -out mj.pem
可以使用OpenSSL构建一套属于自己的CA，自己给自己颁发证书，称为“自签名证书”

四、HTTPS的成本

证书的费用
加解密计算
降低了访问速度

有些企业的做法是：包含敏感数据的请求才使用HTTPS，其他保持使用HTTP
http://www.icbc.com.cn/
https://mybank.icbc.com.cn

HTTPS的通讯过程

一、

总的可以分为3大阶段
① TCP的3次握手
② TLS的连接
③ HTTP请求和响应

二、TLS1.2的连接

大概是有10大步骤
图片中省略了中间产生的一些ACK确认

1、Client Hello
TLS的版本号
支持的加密组件（Cipher Suite）列表
加密组件是指所使用的加密算法及密钥长度等
一个随机数（Client Random）

2、Server Hello
TLS的版本号
选择的加密组件
✓是从接收到的客户端加密组件列表中挑选出来的
一个随机数（Server Random）

3、Certificate
服务器的公钥证书（被CA签名过的）

4、Server Key Exchange
用以实现ECDHE算法的其中一个参数（Server Params）
✓ECDHE是一种密钥交换算法
✓为了防止伪造，Server Params经过了服务器私钥签名

5、Server Hello Done
告知客户端：协商部分结束

目前为止，客户端和服务器之间通过明文共享了
Client Random、Server Random、Server Params
而且，客户端也已经拿到了服务器的公钥证书，接下来，客户端会验证证书的真实有效性

6、Client Key Exchange
用以实现ECDHE算法的另一个参数（Client Params）

目前为止，客户端和服务器都拥有了ECDHE算法需要的2个参数：Server Params、Client Params
客户端、服务器都可以
使用ECDHE算法根据Server Params、Client Params计算出一个新的随机密钥串：Pre-master secret
然后结合Client Random、Server Random、Pre-master secret生成一个主密钥
最后利用主密钥衍生出其他密钥：客户端发送用的会话密钥、服务器发送用的会话密钥等

个人理解:
1.Client Params这个参数传递给Server时,是需要证书进行加密的.
2.因为前边都是明文传输,我们只能通过证书确认服务端的身份.但服务端无法确认客户端.
3.如果这个参数不用证书进行加密,任何一个攻击者或监听者都可以拿到Server Params、Client Params,通过秘钥协商算法计算出客户端会话秘钥和服务器会话秘钥,从而就可以将后续传输的密文进行解密
4.用证书加密之后就能保证只有当前的这个客户端和服务端有这个Client Params,所以只有它们两个能计算出会话秘钥

7、Change Cipher Spec
告知服务器：之后的通信会采用计算出来的会话密钥进行加密