总结 HTTPS 的加密流程

港控/mmm° 2023-10-12 08:24 1阅读 0赞

**目录**

对称加密

非对称加密

引入证书

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既然要保证数据安全, 就需要进行 "加密".

网络传输中不再直接传输明文了, 而是加密之后的 "密文".

加密的方式有很多, 但是整体可以分成两大类: 对称加密 和 非对称加密

## 对称加密 ##

对称加密其实就是通过同一个 "密钥" , 把明文加密成密文, 并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, 密钥 key = 8888
> 
> 则加密 a ^ key 得到的密文 b 为 9834
> 
> 然后针对密文 9834 再次进行运算 b ^ key, 得到的就是原来的明文 1234
> 
> (对于字符串的对称加密也是同理, 每一个字符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

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引入对称加密之后, 即使数据被截获, 由于黑客不知道密钥是啥, 因此就无法进行解密, 也就不知道请求的 真实内容是啥了.

但是，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，因此服务器就需要维护每个客户端 和每个密钥之间的关联关系

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比较**理想**的做法, 就是能在客户端和服务器建立连接的时候，双方协商确定这次的密钥是啥

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但是如果直接把密钥明文传输, 那么黑客也就能获得密钥了，此时后续的加密操作就形同虚设了

因此密钥的传输也必须加密传输！

但是要想对密钥进行对称加密, 就仍然需要先协商确定一个 "密钥的密钥"，这样就成了死循环了

此时就需要引入非对称加密

## 非对称加密 ##

非对称加密要用到两个密钥, 一个叫做 "公钥", 一个叫做 "私钥"

公钥和私钥是配对的. 最大的缺点就是运算速度非常慢，比对称加密要慢很多

> 1. 通过公钥对明文加密, 变成密文
> 
> 2. 通过私钥对密文解密, 变成明文

也可以反着用

> 1. 通过公钥对明文加密, 变成明文
> 
> 2. 通过私钥对密文解密, 变成密文

举个栗子

> A 要给 B 一些重要的文件, 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来开锁取文件. 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 自己持有. 持有私钥的人才能解密

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1. 客户端在本地生成对称密钥, 通过公钥加密, 发送给服务器

2. 由于中间的网络设备没有私钥, 即使截获了数据, 也无法还原出内部的原文, 也就无法获取到对称密钥

3. 服务器通过私钥解密, 还原出客户端发送的对称密钥. 并且使用这个对称密钥加密给客户端返回的响应数据

4. 后续客户端和服务器的通信都只用对称加密即可. 由于该密钥只有客户端和服务器两个主机知道, 其他主机/设备不知道密钥即使截获数据也没有意义

那么接下来问题又来了:

> 客户端如何获取到公钥？
> 
> 客户端如何确定这个公钥不是黑客伪造的?

## 引入证书 ##

在客户端和服务器刚一建立连接的时候, 服务器给客户端返回一个**证书**

这个证书包含了刚才的公钥, 也包含了网站的身份信息

这个证书就好比人的身份证, 作为这个网站的身份标识. 搭建一个 HTTPS 网站要在CA机构先申请一 个证书

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这个 证书可以理解成是一个结构化的字符串, 里面包含了以下信息:

证书发布机构

证书有效期

公钥

证书所有者

签名...

当客户端获取到这个证书之后, 会对证书进行校验(防止证书是伪造的) 判定证书的有效期是否过期

判定证书的发布机构是否受信任(操作系统中已内置的受信任的证书发布机构)

验证证书是否被篡改: 从系统中拿到该证书发布机构的公钥, 对签名解密, 得到一个 hash 值(称为数 据摘要), 设为 hash1. 然后计算整个证书的 hash 值, 设为 hash2. 对比 hash1 和 hash2 是否相等. 如果相等, 则说明证书是没有被篡改过的

谢谢大家的观看，希望对大家有帮助！

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