Http 与 Https 介绍

小灰 ... 2019-11-03 大约 6 分钟

# 什么是 HTTP 协议

HTTP 协议全称 Hyper Text Transfer Protocol,翻译过来就是超文本传输协议,位于 TCP/IP 四层模型当中的应用层。

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HTTP 协议通过 请求/响应 的方式,在客户端和服务端之间进行通信。

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这一切看起来很美好,但是 HTTP 协议有一个致命的缺点: 不够安全

HTTP 协议的信息传输完全以明文方式,不做任何加密,相当于是在网络上“裸奔”。这样会导致什么问题呢? 让我们打一个比方:

小灰是客户端,小灰的同事小红是服务端,有一天小灰试图给小红发送请求。

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但是,由于传输信息是明文,这个信息有可能被某个中间人恶意截获甚至篡改。这种行为叫做中间人攻击

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如何进行加密呢?

小灰和小红可以事先约定一种对称加密方式,并且约定一个随机生成的密钥。后续的通信中,信息发送方都使用密钥对信息加密,而信息接收方通过同样的密钥对信息解密。

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这样做是不是就绝对安全了呢? 并不是。

虽然我们在后续的通信中对明文进行了加密,但是第一次约定加密方式和密钥的通信仍然是明文,如果第一次通信就已经被拦截了,那么密钥就会泄露给中间人,中间人仍然可以解密后续所有的通信内容。

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这可怎么办呢? 别担心,我们可以使用非对称加密,为密钥的传输做一层额外的保护。

非对称加密的一组秘钥对中,包含一个公钥和一个私钥。明文既可以用公钥加密,用私钥解密;也可以用私钥加密,用公钥解密。

在小灰和小红建立通信的时候,小红首先把自己的公钥 Key1 发给小灰:

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收到小红的公钥以后,小灰自己生成一个用于对称加密的密钥 Key2,并且用刚才接收的公钥 Key1 对 Key2 进行加密(这里有点绕),发送给小红:

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小红利用自己非对称加密的私钥,解开了公钥 Key1 的加密,获得了 Key2 的内容。从此以后,两人就可以利用 Key2 进行对称加密的通信了。

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在通信过程中,即使中间人在一开始就截获了公钥 Key1,由于不知道私钥是什么,也无从解密。

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是什么坏主意呢? 中间人虽然不知道小红的私钥是什么,但是在截获了小红的公钥 Key1 之后,却可以偷天换日,自己另外生成一对公钥私钥,把自己的公钥 Key3 发送给小灰。

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小灰不知道公钥被偷偷换过,以为 Key3 就是小红的公钥。于是按照先前的流程,用 Key3 加密了自己生成的对称加密密钥 Key2,发送给小红。

这一次通信再次被中间人截获,中间人先用自己的私钥解开了 Key3 的加密,获得 Key2,然后再用当初小红发来的 Key1 重新加密,再发给小红。

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这样一来,两个人后续的通信尽管用 Key2 做了对称加密,但是中间人已经掌握了 Key2,所以可以轻松进行解密。

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是什么解决方案呢? 难道再把公钥进行一次加密吗? 这样只会陷入鸡生蛋蛋生鸡,永无止境的困局。

这时候,我们有必要引入第三方,一个权威的证书颁发机构(CA)来解决。

到底什么是证书呢? 证书包含如下信息:

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为了便于说明,我们这里做了简化,只列出了一些关键信息。至于这些证书信息的用处,我们看看具体的通信流程就能够弄明白了。

流程如下:

  1. 作为服务端的小红,首先把自己的公钥发给证书颁发机构,向证书颁发机构申请证书。

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  2. 证书颁发机构自己也有一对公钥私钥。机构利用自己的私钥来加密 Key1,并且通过服务端网址等信息生成一个证书签名,证书签名同样经过机构的私钥加密。证书制作完成后,机构把证书发送给了服务端小红。

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  3. 当小灰向小红请求通信的时候,小红不再直接返回自己的公钥,而是把自己申请的证书返回给小灰。

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  4. 小灰收到证书以后,要做的第一件事情是验证证书的真伪。需要说明的是,各大浏览器和操作系统已经维护了所有权威证书机构的名称和公钥。所以小灰只需要知道是

    哪个机构颁布的证书,就可以从本地找到对应的机构公钥,解密出证书签名。

    接下来,小灰按照同样的签名规则,自己也生成一个证书签名,如果两个签名一致,说明证书是有效的。

    验证成功后,小灰就可以放心地再次利用机构公钥,解密出服务端小红的公钥 Key1。

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  5. 像之前一样,小灰生成自己的对称加密密钥 Key2,并且用服务端公钥 Key1 加密 Key2,发送给小红。

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  6. 最后,小红用自己的私钥解开加密,得到对称加密密钥 Key2。于是两人开始用 Key2 进行对称加密的通信。

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在这样的流程下,我们不妨想一想,中间人是否还具有使坏的空间呢?

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最新推出的 TLS 协议,是 SSL 3.0 协议的升级版,和 SSL 协议的大体原理是相同的。