《HTTPS协议》

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一、什么是HTTPS协议

HTTPS协议是HTTP协议在应用层的基础上，加上一层加密层形成的协议。

二、理解关键字

• 1.加密就是把明文(要传输的信息)进行一系列变换,生成密文的过程。
• 2.解密就是把密文再进行一系列变换,还原成明文的过程。

三、为什么要加密

未被劫持时：

被劫持后：

下载链接就被替换成了qq.com。
在互联网上,?明文传输是比较危险的事情!!!
HTTPS?就是在?HTTP?的基础上进行了加密,?进一步的来保证用户的信息安全

四、常见的加密方式

1.对称加密

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密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：加密和解密所用的密钥是相同的。

举个例子：

客户端要给服务器发送一个明文数字5，但是不想直接发送一个数字5，而是经过密钥加密后，发送的是一个密文数字7。
服务器接收到密文7后，需要使用与客户端相同的密钥来进行解密。

特点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

2.非对称加密

非对称加密会有一个公钥，一个私钥，明文经过公钥加密后，这个世界上只有唯一一个私钥能对该密文进行解密。而反过来，使用私钥对一个明文进行加密后，也只有唯一一个公钥可以对该密文解密。

公钥是指：公开的密钥，私钥：不公开，自己保存的密钥。

特点：效率低，算法复杂，计算量大。

五、如何进行加密？

1.只使用对称加密

然而，会出现一个非常严重的问题。

在客户端向服务器发送请求的过程，往往需要通过路由器等网络设备，而这些设备如果被黑客入侵，就会出现下面问题。

而一旦将密钥直接发送，就会被黑客知晓，这个加密就形同虚设，所以还需要对密钥进行加密，也就是：密钥的密钥。
但此时就会产生一个问题，这样就要加无数个密钥。

方案一不安全。

2.只使用非对称加密

1.客户端获取到服务器的公钥，此时黑客也会获取到服务器的公钥。
2.客户端使用公钥加密后发送密文给服务器。黑客无法解密，因为黑客没有私钥。
3.服务器使用自己的私钥进行解密。
4.服务器再次使用自己的私钥，对另一个明文进行加密发送给客户端，此时黑客获取到密文，使用服务器的公钥进行解密。获取到了服务器发送给客户端的明文，极有可能篡改。

总结：方案二也不安全，仅仅在客户端向服务器发送密文时安全，服务器向客户端发送密文时会被黑客截取解密。

3.双方都使用非对称加密

• 1.客户端发送自己的公钥C给服务器
• 2.服务器发送自己的公钥P给客户端
• 3.客户端使用服务器的公钥P进行加密，服务器使用自己的私钥P’进行密文解密
• 4.服务器使用客户端的公钥C加密，客户端使用自己的私钥C’进行密文解密

整个过程看似黑客都无法破解密文，因为黑客没有私钥。
然而仍然是不安全的，还有效率太低。
具体怎么不安全，后面说。

4.使用对称加密+非对称加密

这个方案先来解决效率问题。

1.在前期，服务器直接发送公钥P给客户端，即使黑客获取到，也没有意义。
此时，客户端通过公钥P，对自己的对称密钥C进行加密，由于黑客没有服务器的私钥P’，也就无法获取到客户端的对称密钥C。
而在服务器获取到客户端的对称密钥C后，就使用对称加密的方式进行HTTPS请求和响应，这样效率就会提高了。

2.安全问题实际上还是没有得到解决，因为一旦黑客在最一开始就获取到了服务器的公钥P，就可以对其进行篡改，将其篡改成黑客自己的公钥和私钥。

• 1.获取到服务器的公钥P后，将其篡改，并发送自己的公钥H给客户端，公钥本身无法说明自己的可信性，客户端无法识别真伪，会误认为H就是客户端的公钥。
• 2.客户端将自己的对称密钥通过第一步获取到的"服务器"的公钥H进行加密: C+H-YYY黑客截取到报文后进行解密:YYY+H’= C，从此获取到了客户端的密钥C。
• 3.黑客再用自己曾经获取到的服务器的公钥P，将密钥C加密后发送给服务器，C+P= str ，发送给服务器，服务器使用自己的私钥P’解密后P’+str=C,获取到了客户端的对称密钥C，从此客户端和服务器使用对称密钥进行通信的所有报文信息，都暴露了。

总结：方案4存在的问题是，客户端无法认证从服务器收到的公钥P是否可信！！！

为了解决这个问题，引入了CA证书这个东西。

5.对称加密+非对称加密+CA证书认证

为了更清楚理解CA证书，先引入几个概念。

5.1数据摘要（数据指纹）

• 数据摘要,其基本原理是利⽤单向散列函数(Hash函数)对信息进行运算,⽣成⼀串固定长度的数字摘要。数字摘要并不是⼀种加密机制,但可以⽤来判断数据有没有被窜改。

• 摘要常见算法：有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等，算法把⽆限的映射成有限，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，摘要严格意义不是加密，因为没有解密，只不过从摘要很难反推原信息，通常用来进行数据对比。

举个例子：
这里有一篇文章：通过MD5算法后，生成一串固定长度的字符串XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX，这个字符串通常会很长，这个字符串就是数字摘要。

5.2数字签名

• 摘要经过加密，就得到数字签名。

申请证书

1.申请者需要生成公钥和私钥对，私钥自己保存，公钥，申请者的域名，申请者信息（法人，名字等等），申请者的公钥，这些信息需要生成一个.csr请求文件，提交给CA权威机构进行审核。

重要的是，如果认证成功，证书的主要内容如下：

其中最重要的信息是：

• 1.公钥
• 2.数字签名

在证书的明文信息中，这个公钥信息，是属于申请者的公钥。

而实际上，还有一个公钥私钥对，是CA权威机构专属的公钥和私钥对，是用来生成数字签名的。

数字签名形成过程

关于数字签名，前面说过，就是由数据摘要经过加密后形成的。
但是这怎么加密呢？？？
就是通过CA机构自己的私钥进行加密的！！！

• .csr文件中的明文信息经过MD5等算法后，形成数据摘要，数据摘要再经过CA机构的私钥进行加密后，形成数字签名，数字见面跟明文信息结合起来后，就形成了证书。

这两个公钥私钥是不一样的，一个是CA权威机构自己的公钥私钥对，一个是申请者的公钥私钥对。

CA证书的认证过程

回到方案5

解释清楚CA证书后，
方案5就是在方案4的基础上，解决了公钥的可信性的问题。
CA机构是世界上唯一的能颁发认证证书的机构，除非他授权当地的一些机构，否则没有任何机构能有权限颁发CA证书。
所以，安全性就得到了保障。

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