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HTTPS是什么
HTTPS也是一个应用层协议，是在HTTP协议基础上引入了一个加密层。
HTTPS协议内容都是按照文本的方式明文传输的，这就导致在传输过程中出现一些被篡改的情况。HTTPS就是在HTTP的基础上，进行了加密，进一步保护了数据的安全。
一、相关概念
1.什么是加密？解密？
加密就是把明文(要传输的信息)进行一系列变换，生成密文。
解密就是把密文在进行一系列变换，还原成明文。
在这个加密和解密的过程中，往往需要一个或多个中间的数据，辅助进行这个过程，这样的数据称为密钥。
2.加密方式
1.对称加密
- 采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密，特征是：加密和解密的密钥是相同的
- 常见对称加密算法：DES、3DES、AES、TDEA、Blowfish、RC2等。
- 特点：算法公开，计算量小，加密速度快，加密效率高等。
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。
2.非对称加密
- 需要两个密钥来进行加密和解密，这两个密钥是公开密钥(public key，简称公钥)和私有密钥(private，简称私钥)。
- 常见的非对称加密算法：RSA，DSA，ECDSA
- 特点：算法强度复杂，安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。
非对称加密要用到两个密钥，一个叫做“公钥”，一个叫做“私钥”。
公钥和私钥是配队的，最大的缺点就是运算速度非常慢，比对此加密要慢的多
- 通过公钥对明文加密，变成密文。
- 通过私钥对密文解密，变成明文
也可以反着用。
3.数据摘要&&数据指纹
- 数据指纹(数据摘要)，其基本原理是利用单向散列函数(hash函数)对信息进行运算，生成一串固定长度的数据摘要。数据指纹并不是一种加密机制，但可以用来判断对数据有没有被篡改。
- 摘要常见算法：有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等，算法把无限的映射成有限，因此可能会有碰撞(两个不同的信息，算出的摘要相同，但是概率非常低)
- 摘要特征：和加密算法的区别是，摘要严格意义上不是加密，因为没有加密，只不过从摘要很难反推原信息，通常用来进行数据对比
4.数字签名
摘要经过加密，就得到数字签名。
二、HTTPS 的工作过程探究
方案 1 - 只使用对称加密
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. 但事情没这么简单. 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(如果是相同那密钥就太容易扩散了, 黑客就也能拿到了). 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, 这也是个很麻烦的问题。
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。
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". 这就成了 "先有鸡还是先有蛋" 的问题了. 此时密钥的传输再用对称加密就行不通了.
方案 2 - 只使用非对称加密
鉴于非对称加密的机制，如果服务器先把公钥以明文方式传输给浏览器，之后浏览器向服务器传数据前都先用这个公钥加密好再传，从客户端到服务器信道似乎是安全的 (有安全问题)，因为只有服务器有相应的私钥能解开公钥加密的数据。
但是服务器到浏览器的这条路怎么保障安全？
如果服务器用它的私钥加密数据传给浏览器，那么浏览器用公钥可以解密它，而这个 公钥是一开始通过明文传输给浏览器的，若这个公钥被中间人劫持到了，那他也能用该公钥解密服务器传来的信息了。
方案 3 - 双方都使用非对称加密
- 服务端拥有公钥 S 与对应的私钥 S'，客户端拥有公钥 C 与对应的私钥 C'
- 客户和服务端交换公钥
- 客户端给服务端发信息：先用 S 对数据加密，再发送，只能由服务器解密，因为只有服务器有私钥 S'
- 服务端给客户端发信息：先用 C 对数据加密，在发送，只能由客户端解密，因为只有客户端有私钥C
但是这样也有问题：1.效率太低， 2.依旧有安全问题。
方案 4 - 双方都同时使用非对称加密 + 对称加密
- 服务端具有非对称公钥 S 和私钥 S'
- 客户端发起 https 请求，获取服务端公钥 S • 客户端在本地生成对称密钥 C, 通过公钥 S 加密, 发送给服务器.
- 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(待商榷)
- 服务器通过私钥 S'解密, 还原出客户端发送的对称密钥 C. 并且使用这个对称密钥加密给客户端返回的响应数据.
- 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.
由于对称加密的效率比非对称加密⾼很多, 因此只是在开始阶段协商密钥的时候使用非对称加密, 后续的传输仍然使用对称加密
方案二、三、四都存在一个问题，如果最开始，中间人就已经开始攻击了呢？
中间人攻击 - 针对上面的场景
Man-in-the-MiddleAttack，简称“MITM 攻击
如果中间人的攻击，如果在最开始握手协商的时候就进行了，那这几种方案的安全性就有待商榷了。
- 服务器具有非对称加密算法的公钥 S，私钥 S'
- 中间人具有非对称加密算法的公钥 M，私钥 M'
- 客户端向服务器发起请求，服务器明文传送公钥 S 给客户端
- 中间人劫持数据报文，提取公钥 S 并保存好，然后将被劫持报文中的公钥 S 替换成为自己的公钥 M，并将伪造报文发给客户端
- 客户端收到报文，提取公钥 M(自己当然不知道公钥被更换过了)，自己形成对称秘钥 X，用公钥 M 加密 X，形成报文发送给服务器
- 中间人劫持后，直接用自己的私钥 M'进行解密，得到通信秘钥 X，再用曾经保存的服务端公钥 S 加密后，将报文推送给服务器
- 服务器拿到报文，用自己的私钥S'解密，得到通信秘钥 X
- 双方开始采用 X 进行对称加密，进行通信。但是一切都在中间人的掌握中，劫持数据，进行窃听甚至修改，都是可以的
问题本质出在哪里了呢？客户端无法确定收到的含有公钥的数据报文，就是目标服务器发送过来的！
引入证书
CA 认证
服务端在使用 HTTPS 前，需要向 CA 机构申领一份数字证书，数字证书里含有证书申请者信息、公钥信息等。服务器把证书传输给浏览器，浏览器从证书里获取公钥就行了，证书就如身份证，证明服务端公钥的权威性
申请证书的时候，需要在特定平台生成查，会同时生成一对⼉密钥对 ⼉，即公钥和私钥。这对密钥对儿就是用来在网络通信中进行明文加密以及数字签名 的。 其中公钥会随着 CSR 文件，一起发给 CA 进行权威认证，私钥服务端自己保留，用来后续进行通信（其实主要就是用来交换对称秘钥）
理解数字签名
签名的形成是基于非对称加密算法的
当服务端申请 CA 证书的时候，CA 机构会对该服务端进行审核，并专⻔为该网站形成 数字签名，过程如下：
- CA 机构拥有非对称加密的私钥 A 和公钥 A'
- CA 机构对服务端申请的证书明文数据进行 hash，形成数据摘要
- 然后对数据摘要用 CA 私钥 A'加密，得到数字签名S
服务端申请的证书明文和数字签名 S 共同组成了数字证书，这样一份数字证书就可以颁发给服务端了
方案 5 - 非对称加密 + 对称加密 + 证书认证
如何成为中间人
- ARP 欺骗：在局域网中，hacker 经过收到 ARP Request广播包，能够偷听到其它节点的 (IP, MAC)地址。例， 黑客收到两个主机 A, B 的地址，告诉 B (受害者) ，自己是 A，使得 B 在发送给 A 的数据包都被黑客截取
- ICMP 攻击：由于 ICMP 协议中有重定向的报文类型，那么我们就可以伪造一个 ICMP 信息然后发送给局域网中的客户端，并伪装自己是一个更好的路由通路。从而导致目标所有的上网流量都会发送到我们指定的接口上，达到和 ARP 欺骗同样的效果
- 假 wifi && 假网站
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