1、概念
HTTPS(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer)超文本傳 輸安全協議， 近兩年Google、Baidu、Facebook 等這樣的互聯網巨頭，不謀 而合地開始大力推行 HTTPS， 國內外的大型互聯網公司很多也都已經啟用了全 站 HTTPS，這也是未來互聯網發展的趨勢
為鼓勵全球網站的 HTTPS 實現，一些互聯網公司都提出了自己的要求
- Google 已調整搜索引擎算法，讓采用 HTTPS 的網站在搜索中排名更靠前
- 從 2017 年開始，Chrome 瀏覽器已把采用 HTTP 協議的網站標記為不安全 網站
- 蘋果要求 2017 年 App Store 中的所有應用都必須使用 HTTPS 加密連接
- 當前國內炒的很火熱的微信小程序也要求必須使用 HTTPS 協議;
- 新一代的 HTTP/2 協議的支持需以 HTTPS 為基礎
1.2 作用
- 對數據進行加密，並建立一個信息安全通道，來保證傳輸過程中的數據安 全;
- 對網站服務器進行真實身份認證。
1.3 使用特征
我們經常會在Web的登錄頁面和購物結算界面等使用HTTPS通信。
- 使用HTTPS通信時，不再用 http:// ，而是改用 https:// 。另外，
- 當瀏覽器訪問HTTPS通信有效的Web網站時，瀏覽器的地址欄內會出現一個 帶鎖的標記。
2、架構圖
HTTPS並非是應用層一個新的協議，通常 HTTP 直接和 TCP 通信，HTTPS則先 和安全層(SSL/TLS)通信，然后安全層再和 TCP 層通信。
SSL/TLS協議就是為了解決上面提到的HTTP存在的問題而生的，下面我們來看 一下它是怎么解決的:
- 所有的信息都是加密傳輸的，第三方無法竊聽
- 配備身份驗證(服務端程序)，防止身份被冒充
- 具有校驗機制，一旦被篡改，通信雙方會立刻發現
3、HTTPS工作原理
HTTPS是身披SSL/TLS外殼的HTTP
TLS全稱傳輸層安全協議Transport Layer Security Protocol，TLS/SSL是一種加 密通道的規范
TLS協議是由TLS記錄協議(TLS record Protocol)和TLS握手協議(TLS handshake Protocol)這兩層協議疊加而成的
- 記錄協議:TLS Record protocol
- TLS記錄協議位於TLS握手協議的下層，是負責使用對稱密碼對消息進行 加密通信的部分
- 加密使用的密鑰是通過握手協議在服務器和客戶端之間協商決定的
- 握手協議:TLS Handshaking Protocols由TLS Change Ciper Spec Protocol(密碼規格變更協議)和TLS Alert Protocol(警告協議)組成
- 負責在客戶端和服務器之間協商決定密碼算法和共享密鑰。
- 密碼規格變更協議負責向通信對象傳達變更密碼方式的信號，當協議中 途發生錯誤時，就會通過警告協議傳達給對方。
- 警告協議是TLS握手協議負責在發送錯誤時將錯誤傳達給對方。
4、對稱加密算法
4.1 定義:
采用單鑰密碼系統的加密方法，同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解
密，這種加密方法稱為對稱加密，也稱為單密鑰加密。
4.2 要素:
原文、秘鑰、算法
秘鑰:在密碼學中是一個定長的字符串、需要根據加密算法確定其長度
4.3 工作過程:
加密:明文 + 密鑰 -> 密文
解密:密文 + 密鑰 -> 明文
4.4 特點
- 優點:算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。
- 缺點:相對來說不算特別安全，只有一把鑰匙，密文如果被攔截，且密鑰也被劫持，那么，信息很容易被破譯。
缺陷:
加密和解密同用一個密鑰，加密和解密都會用到密鑰，沒有密鑰就無法對密
碼解密，反過來說，任何人只要持有密鑰就能解密。
改進:比如服務器為每一個客戶端請求的TCP連接生成一個唯一的key
缺陷:
- 不同的客戶端、服務器數量龐大，所以雙方都需要維護大量的密鑰，維護成本很高
- 因每個客戶端、服務器的安全級別不同，密鑰極易泄露
5、非對稱加密算法
5.1 簡介:
非對稱加密是計算機通信安全的基石，保證了加密數據不會被破解。
非對稱加密算法需要兩個密鑰:公開密鑰(public key) 和私有密(private key)
公開密鑰和私有密鑰是一對
5.2 特點:
如果用公開密鑰對數據進行加密，只有用對應的私有密鑰才能解密。
如果用私有密鑰對數據進行加密，只有用對應的公開密鑰才能解密。由於其算法復雜，而使得加密、解密速度沒有對稱加密解密的速度快。有兩 種密鑰，其中一個是公開的，這樣就可以不需要像對稱密碼那樣傳輸對方的密 鑰了，這樣安全性就大了很多
公鑰是公開的(也就是黑客也會有公鑰)，所以第 4 步私鑰加密的信息，如 果被黑客截獲，其可以使用公鑰進行解密，獲取其中的內容。
5.3 對稱加密和非對稱加密
非對稱加密既然也有缺陷，那我們就將對稱加密，非對稱加密兩者結合起來，
取其精華、去其糟粕，發揮兩者的各自的優勢。
解決問題:
通過對稱加密和非對稱加密的組合使用，解決內容可能被竊聽的問題
存在缺陷:
解決報文可能遭篡改問題
解決通信方身份可能被偽裝的問題
6、數字簽名
6.1 數字簽名有兩種功能:
- 能確定消息確實是由發送方簽名並發出來的，因為別人假冒不了發送方的簽名。
- 數字簽名能確定消息的完整性,證明數據是否未被篡改過。
6.2 數字簽名如何生成
將要發送的數據先用Hash算法(摘要算法、散列算法)生成消息摘要，然后用 發送者的私鑰加密生成數字簽名，與原文一起傳送給接收者
6.3 校驗數字簽名流程
接收者只有用發送者的公鑰才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函數對 收到的原文產生一個摘要信息，與上一步得到的摘要信息對比。如果相同，則 說明收到的信息是完整的，在傳輸過程中沒有被修改，否則說明信息被修改 過，因此數字簽名能夠驗證信息的完整性。