【網絡安全】HTTPS為什麼比較安全
- 2019 年 11 月 4 日
- 筆記
HTTP和HTTPS簡介
1. HTTP協議為什麼是不安全的
http協議屬於明文傳輸協議，交互過程以及數據傳輸都沒有進行加密，通信雙方也沒有進行任何認證，通信過程非常容易遭遇劫持、監聽、篡改，嚴重情況下，會造成惡意的流量劫持等問題，甚至造成個人隱私泄露（比如銀行卡卡號和密碼泄露）等嚴重的安全問題。
可以把http通信比喻成寄送信件一樣，A給B寄信，信件在寄送過程中，會經過很多的郵遞員之手，他們可以拆開信讀取裏面的內容（因為http是明文傳輸的）。A的信件裏面的任何內容（包括各類賬號和密碼）都會被輕易竊取。除此之外，郵遞員們還可以偽造或者修改信件的內容，導致B接收到的信件內容是假的。
比如常見的，在http通信過程中，「中間人」將廣告鏈接嵌入到服務器發給用戶的http報文里，導致用戶界面出現很多不良鏈接； 或者是修改用戶的請求頭URL，導致用戶的請求被劫持到另外一個網站，用戶的請求永遠到不了真正的服務器。這些都會導致用戶得不到正確的服務，甚至是損失慘重。
2. HTTPS如何保證安全
我們都知道HTTPS是安全的HTTP，那麼HTTPS是如何保證通信過程的安全的呢？
如果服務器給客戶端的消息是密文的，只有服務器和客戶端才能讀懂，就可以保證數據的保密性。同時，在交換數據之前，驗證一下對方的合法身份，就可以保證通信雙方的安全。（和我們平時開發中RSA加簽驗簽，加密解密的過程比較像）。HTTPS就是利用了類似的原理來保證通信的安全性。下面我們來看下具體的實現流程。
SSL協議
HTTPS實現安全通信的基礎是SSL協議。
SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字層），為Netscape所研發，用以保障在Internet上數據傳輸之安全，利用數據加密(Encryption)技術，可確保數據在網絡上之傳輸過程中不會被截取。當前版本為3.0。它已被廣泛地用於Web瀏覽器與服務器之間的身份認證和加密數據傳輸。
SSL協議位於TCP/IP協議與各種應用層協議之間，為數據通訊提供安全支持。SSL協議可分為兩層： SSL記錄協議（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的傳輸協議（如TCP）之上，為高層協議提供數據封裝、壓縮、加密等基本功能的支持。 SSL握手協議（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL記錄協議之上，用於在實際的數據傳輸開始前，通訊雙方進行身份認證、協商加密算法、交換加密密鑰等。
SSL協議的主要功能
- 認證用戶和服務器，確保數據發送到正確的客戶機和服務器；
- 加密數據以防止數據中途被竊取；
- 維護數據的完整性，確保數據在傳輸過程中不被改變。
下面我們就具體來看看SSL協議是怎麼來實現上面三個功能的。
SSL協議加密數據的原理
上面提到SSL協議會把通信的報文進行加密，那麼服務器把數據加密後，客戶端如何讀懂這些數據呢？服務器必須要把加密的密鑰（SSL中報文加密使用了對稱加密技術，比如DES，3DES，AES等）告訴客戶端，客戶端才能利用對稱密鑰解開密文的內容。但是，服務器如果將這個對稱密鑰以明文的方式給客戶端，還是會被中間人截獲，中間人也會知道對稱密鑰，依然無法保證通信的保密性。但是，如果服務器以密文的方式將對稱密鑰發給客戶端，客戶端又如何解開這個密文，得到其中的對稱密鑰呢？下面請看SSL的騷操作。
用戶和服務器的認證流程
- 中間人劫持
上面的加密流程似乎很完美，也的確能將報文加密傳輸，但是這種方式還是不能抵禦"中間人接觸"。三次握手或者客戶端發起HTTP請求過程中，客戶端的請求被中間人劫持，那麼中間人就可以偽裝成「假冒客戶端」和服務器通信：
中間人在收到服務器發送給客戶端的公鑰（這裡是「正確的公鑰」）後，並沒有發給客戶端，而是中間人將自己的公鑰（這裡中間人也會有一對公鑰和私鑰，這裡稱呼為「偽造公鑰」）發給客戶端。之後，客戶端把對稱密鑰用這個「偽造公鑰」加密後，發送過程中經過了中間人，中間人就可以用自己的私鑰解密數據並拿到對稱密鑰，此時中間人再把對稱密鑰用「正確的公鑰」加密發回給服務器。此時，客戶端、中間人、服務器都擁有了一樣的對稱密鑰，後續客戶端和服務器的所有加密數據，中間人都可以通過對稱密鑰解密出來。
為了解決此問題，我們引入了數字證書的概念。服務器首先生成公私鑰，將公鑰提供給相關機構（CA），CA將公鑰放入數字證書並將數字證書頒佈給服務器，此時服務器就不是簡單的把公鑰給客戶端，而是給客戶端一個數字證書，數字證書中加入了一些數字簽名的機制，保證了數字證書一定是服務器給客戶端的。中間人發送的偽造證書，不能夠獲得CA的認證，此時，客戶端和服務器就知道通信被劫持了。
- CA證書簡介
數字證書就是通過數字簽名實現的數字化的證書，證書頒發時會包括證書的內容和證書的簽名。我們驗證證書是否被篡改的方法是：通過對證書的內容加簽名，然後將獲得的簽名和隨證書一同發佈的簽名做對比，如果兩者一致那麼證書沒有被篡改。
數字證書也有很多的簽發機構，不同的簽發機構簽發的證書，用途也是不一樣的，比如iOS開發中，使用到的ipa文件簽名證書，需要到蘋果申請。而在Web訪問中為了防止Web內容在網絡中安全傳輸，需要用到的SSL證書則需要向幾家公認的機構簽發。這些簽發機構統稱為CA（Certificate Authority）。
數字證書的一般功能如下：
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身份授權：確保瀏覽器訪問的網站是經過CA驗證的可信任的網站。
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分發公鑰：每個數字證書都包含了註冊者生成的公鑰（驗證確保是合法的，非偽造的公鑰）。在SSL握手時會通過certificate消息傳輸給客戶端。
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驗證證書合法性：客戶端接收到數字證書後，會對證書合法性進行驗證。只有驗證通過後的證書，才能夠進行後續通信過程。
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。
TLS 1.0是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet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，可以理解為SSL 3.1，它是寫入了 RFC 的。該協議由兩層組成： TLS 記錄協議（TLS Record）和 TLS 握手協議（TLS Handshake）。較低的層為 TLS 記錄協議，位於某個可靠的傳輸協議（例如 TCP）上面。
我們可以簡單地將TLS理解為SSL的加強版本。
