HTTPS

密码学基础

明文： 明文指的是未被加密过的原始数据。

密文：明文被某种加密算法加密之后，会变成密文，从而确保原始数据的安全。密文也可以被解密，得到原始的明文。

密钥：密钥是一种参数，它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的参数。密钥分为对称密钥与非对称密钥，分别应用在对称加密和非对称加密上。

加密算法分为对称加密、非对称加密和Hash加密算法。

对称加密：对称加密又叫做私钥加密，即信息的发送方和接收方使用同一个密钥去加密和解密数据。对称加密的特点是算法公开、加密和解密速度快，适合于对大数据量进行加密，常见的对称加密算法有DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC5和IDEA。
其加密过程如下：明文 + 加密算法 + 私钥 => 密文
解密过程如下：密文 + 解密算法 + 私钥 => 明文
对称加密中用到的密钥叫做私钥，私钥表示个人私有的密钥，即该密钥不能被泄露。
其加密过程中的私钥与解密过程中用到的私钥是同一个密钥，这也是称加密之所以称之为“对称”的原因。由于对称加密的算法是公开的，所以一旦私钥被泄露，那么密文就很容易被破解，所以对称加密的缺点是密钥安全管理困难。

非对称加密：非对称加密也叫做公钥加密。非对称加密与对称加密相比，其安全性更好。对称加密的通信双方使用相同的密钥，如果一方的密钥遭泄露，那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥，且二者成对出现。私钥被自己保存，不能对外泄露。公钥指的是公共的密钥，任何人都可以获得该密钥。用公钥或私钥中的任何一个进行加密，用另一个进行解密。
被公钥加密过的密文只能被私钥解密，过程如下：
明文 + 加密算法 + 公钥 => 密文， 密文 + 解密算法 + 私钥 => 明文
被私钥加密过的密文只能被公钥解密，过程如下：
明文 + 加密算法 + 私钥 => 密文， 密文 + 解密算法 + 公钥 => 明文
由于加密和解密使用了两个不同的密钥，这就是非对称加密“非对称”的原因。
非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢，只适合对少量数据进行加密。
在非对称加密中使用的主要算法有：RSA、Elgamal、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。

Hash加密：Hash算法是一种单向密码体制，即只有加密过程，没有解密过程。

HTTPS

HTTP协议存在三个安全缺陷：

1. 通信使用明文，内容可能会被窃听；
2. 不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装；
3. 不对数据进行完整性检测，因此数据有可能已遭篡改；

HTTPS将SSL作为HTTP应用层的子层，通过SSL协议来加强安全性，实现HTTP数据的安全传输。其中上层的HTTP协议只负责提供或接收HTTP数据包，而SSL协议负责数据的加密解密工作。

HTTPS实现了以下安全特征：

1. 客户端与服务器的双向身份认证；

   客户端与服务器在传输HTTPS数据之前需要对双方的身份进行认证，认证过程通过交换各自的数字证书的方式实现。

2. 传输数据的机密性；

   通信的以下部分会被加密保护：

   • 浏览器请求的服务器端文档的URL；
   • 浏览器请求的服务器端文档内容；
   • 用户在浏览器端填写的表单内容；
   • 在浏览器和服务器之间传递的Cookie；
   • HTTP消息头。

3. 传输数据的完整性检验。

   HTTPS通过消息验证码的方式对传输数据进行数字签名，从而实现了数据的完整性检验。

HTTPS为了兼顾安全与效率，同时使用了对称加密和非对称加密。数据是被对称加密传输的，对称加密过程需要客户端的一个密钥，为了确保能把该密钥安全传输到服务器端，采用非对称加密对该密钥进行加密传输，总的来说，对数据进行对称加密，对称加密所要使用的密钥通过非对称加密传输。

非对称加密的过程：

1. 客户端给出协议版本号、一个客户端随机数A以及客户端支持的加密方式；
2. 服务端确认双方使用的加密方式，并给出数字证书、一个服务器生成的随机数B；
3. 客户端确认数字证书有效，生成一个新的随机数C（Pre-master-secret），使用证书中的公钥对C加密，发送给服务端，服务端使用自己的私钥解密出C；
4. 客户端和服务器根据约定的加密方法，使用三个随机数ABC，生成对话秘钥，之后的通信都用这个对话秘钥进行加密。

HTTP和 HTTPS的区别如下：

1. HTTPS协议需要到CA申请证书，大多数情况下需要一定费用；
2. HTTP是超文本传输协议，信息采用明文传输，HTTPS则是具有安全性SSL加密传输协议；
3. HTTP和HTTPS端口号不一样，HTTP是80端口，HTTPS是443端口；
4. HTTP连接是无状态的，而HTTPS采用HTTP+SSL构建可进行加密传输、身份认证的网络协议，更安全；
5. HTTP协议建立连接的过程比HTTPS协议快。因为HTTPS除了TCP三次握手，还要经过SSL握手。