简介

HTTPS 指的是超文本传输安全协议（Hypertext Transfer Protocol Secure）。简单的理解，HTTPS 就是将 HTTP 中的传输内容进行了加密，然后通过可靠的连接，传输到对方的机器上。加密的协议是 TLS,其前身是 SSL，所以我们经常在网上看到 SSL/TLS ，其实在 1999 年 1 月，TLS 发布。TLS具体怎么加密会在下文说。

如何加密的

加密过程用到了「非对称加密」和「对称加密」俩种加密方式。

对称加密思路比较简单，就是大家约定一个密码进行加密，然后用同一个密码在进行解密，逻辑比较简单。

非对称加密方法一开始会生成一对儿密钥，也就是俩个密码。就是说这个加密解密过程会用俩个密钥来完成。如果你用第一把钥匙加密，那么你只能用第二把钥匙才能解开。你用第二把钥匙加密，只能用第一把钥匙解开，这是非对称加密的表现。在非对称加密算法中应用最广泛的是 RSA 加密演算法，激活成功教程难度随着密钥的长度指数性增加，暂时很难被激活成功教程。RSA 的缺陷是在数据加密解密的过程中需要耗费大量的计算资源，也就是 CPU 资源，所以对服务器的性能会有较大的影响，如果所有数据都用 RSA 加密的话，会对服务器会产生十分巨大的压力，虽然安全了，但性能下降了。

但是，这里有两个问题。

（1）如何保证公钥不被篡改？

解决方法：将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的，公钥就是可信的。数字证书一般由数字证书认证机构(Certificate Authority，缩写为CA)颁发。

（2）公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？

解决方法：每一次对话（session），客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"（session key），用它来加密信息。由于 "对话密钥"是对称加密 ，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少了加密运算的消耗时间。

因此，SSL/TLS协议的基本过程是这样的：

（1） 客户端向服务器端索要并验证公钥。
（2） 双方协商生成"对话密钥"。
（3） 双方采用"对话密钥"进行加密通信。

上面过程的前两步，又称为"握手阶段"（handshake）。

什么是CA

数字证书认证机构（Certificate Authority，缩写为CA）。我们知道，服务器不能将非对称加密产生的公钥直接告诉你，因为中间人可能截获这个公钥进行解密篡改，加密，传输。所以想一个下下策了，成立一个官方组织，由它来作认定。服务器会将产生的公钥交给他，让他进行登记，他登记后会给我发一个证书，来证明我是我。证书中含有我的公钥内容，还包含一些其他信息，比如我是哪个公司的，域名是什么，谁给我的这个证书等等。本来我应该给你公钥的，现在变了，我给你发送一个我的证书，你拿着这个证书去找 CA 质问，这个证书是真的吗，CA 会匹配公钥和证书内的其他信息，看是否真的在他那儿注册过了，如果确认是真的，那就说明证书没被中间人篡改，那你就可以大胆的用证书中的公钥进行加密。

当然，数字证书也可能被第三方截获，第三方也得到公钥信息，也可以解密服务器传来的信息，那么，我们让浏览器先设置对称加密的密码 就是"对话密钥"，将密码用公钥加密，传输给服务器。第三方只有公钥，解不开密码，而服务器可以解开，之后就可以通过对称加密的方式进行通讯了，我们就可以安全的传输数据了，再也不怕中间人偷窥了。一般浏览器在操作系统中内置的一些顶级 CA 信息来验证对方证书的真实性，如果证书有问题，浏览器会发出提示。

建立链接

HTTPS 同 HTTP 一样，首先建立起 TCP 连接，但是建立好之后并不是立即发出请求，索要具体的资源，而是先和对方商量加密的密码。商量的加密密码的过程就是建立 TSL 连接的过程。其实并没有建立真实的连接，只是在刚刚建立好的 TCP 连接上，包裹上一层加密协议而已。但是也被形象的称作连接建立。具体建立方式如下：客服端发给服务器一个HELLO包，里面有我支持的加密协议列表。服务器收到后发送也给客户端发送一个HELLO数据包，数据包内包涵服务器挑选的加密算法，还包含自己的数字证书信息。你拿到他的数字证书信息之后就需要去向 CA 校验证书，校验成功后也知道了对方的公钥，就该通知服务器，我们以后对称加密的密码是多少，当然，这个密码是要用公钥加密的。在这条消息发送之前，客户端会先发送一条消息，告诉服务器，我下一个消息将使用你刚刚挑选的加密协议进行加密了，下一个消息是加密后的哦，不要搞错。之后将对称加密的密文发给服务器。服务器接收到之后，会根据对称密钥生成一系列复杂的加密算法，在传输给客服端，客户端收到后会给服务器发送一个 Finished Message ，服务器收到消息后也回一个 Finished Message。这时，我们终于完成了加密的准备工作，一切加密方式和密钥都商量好了，终于可以传输数据了。至此，TSL 建立连接的过程结束。借图一张

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1.客户端发出请求（ClientHello）

（1） 支持的协议版本，比如TLS 1.0版。
（2） 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。
（3） 支持的加密方法，比如RSA公钥加密。
（4） 支持的压缩方法。

这里需要注意的是，客户端发送的信息之中不包括服务器的域名。也就是说，理论上服务器只能包含一个网站，否则会分不清应该向客户端提供哪一个网站的数字证书。这就是为什么通常一台服务器只能有一张数字证书的原因。

2.服务器回应（SeverHello）

服务器收到客户端请求后，向客户端发出回应，这叫做SeverHello。服务器的回应包含以下内容。

（1） 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
（2） 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。
（3） 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密。
（4） 服务器证书。

除了上面这些信息，如果服务器需要确认客户端的身份，就会再包含一项请求，要求客户端提供"客户端证书"。比如，金融机构往往只允许认证客户连入自己的网络，就会向正式客户提供USB密钥，里面就包含了一张客户端证书。

3.客户端回应

客户端收到服务器回应以后，首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信。

如果证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥。然后，向服务器发送下面三项信息。

（1） 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听。
（2） 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
（3） 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验。

上面第一项的随机数，是整个握手阶段出现的第三个随机数，又称"pre-master key"。有了它以后，客户端和服务器就同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把"会话密钥"。

为什么一定要用三个随机数，来生成"会话密钥"，三个随机数使"会话密钥"更加安全。

此外，如果前一步，服务器要求客户端证书，客户端会在这一步发送证书及相关信息。

4.服务器的最后回应

服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key之后，计算生成本次会话所用的"会话密钥"。然后，向客户端最后发送下面信息。

至此，整个握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的HTTP协议，只不过用"会话密钥"加密内容。

总结

通过学习HTTPS知识对于网络安全知识有了更深刻的认识。感谢先辈们的奉献。

参考链接

http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/02/ssl_tls.html

https://blog.csdn.net/b/article/details/