2.1 什么是https
https也是一个应用层协议.是在http的基础上引入了一个加密层.所谓https就是http+ssl,这个ssl就是所谓的安全相关的协议.
我们在前面的广告主的例子中提到,在很早以前,互联网的相关法律还不完善的时候,运营商有可能会对客户端和服务器之间传输的数据做出篡改.所以,在互联网上,明文传输是一件比较危险的事情,所以我们便引入了https,对我们传输的数据进行了加密操作.
2.2 什么是加密操作
加密就是把明文(要传输的信息)进行⼀系列变换,生成密文.
解密就是把密文再进行一系列变换,还原成明文.
密文和明文之间需要通过密钥来进行加密和解密.
举例说明:<<火烧圆明园>>
83版<<火烧圆明园>>,有⼈要谋反干掉慈禧太后.恭亲王奕䜣给慈禧递的折子.折子内容只是扯⼀扯
家常,套上⼀张挖了洞的纸就能看到真实要表达的意思.
明文:“当心肃顺,端华,戴恒”(这几个⼈都是当时的权臣,后来被慈禧⼀锅端).
密文:奏折全文
密钥:挖了洞的纸
2.3 https的工作过程(面试重点)
说https的工作过程,也就是在谈论https如何保证数据的安全.
既然要保证数据的安全,我们就要进行加密操作.加密的方式有很多,但是整体可以分为两大类:对称加密和非对称加密.
2.3.1 对称加密
对称加密就是通过同一个"密钥",把明文加密为密文,并且也可以把密文解密为明文.这种加密的方式速度比较快.引入了对称加密之后,即使数据被截获,黑客不知道密钥是什么,此时截获数据也没有用.
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,每个人用的密钥都必须是不同的(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,这也是个很麻烦的事情.
比较理想的做法就是,在客户端和服务器建立连接的时候,双方协商决定这次的密钥是什么.
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,就陷入了死循环中.
就需要引入非对称加密.
2.3.2 非对称加密
[注意] 这种加密方式不是针对数据进行加密,而是针对对称密钥进行加密.
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相关概念
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.
其中加密和解密所要使用的密钥正好相反.-
通过公钥对明文加密,变成密文
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通过私钥对密文解密,变成明文
也可以反着用
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通过私钥对明文加密,变成密文
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通过公钥对密文解密,变成明文
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加密流程
- 当客户端连接上服务器是,服务器就把自己的公钥告诉了客户端,同时生成私钥.公钥会告诉所有客户端,私钥自己留好,不告诉任何人.
举例说明:
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.- 客户端在本地生成对称密钥,通过服务器返回的对对称密钥使用公钥加密,发送给服务器.
- 由于中间的网络设置没有私钥,即使截获了数据,也无法还原出内部原文.
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服务器通过私钥解密,还原出客户端发送的对称密钥,使用对称密钥解密数据.并且使用这个对称密钥加密给客户端返回的响应数据.
虽然非对称加密看上去天衣无缝,但是还是会有一些漏洞.问题就在于,客户端获取到的公钥是否正确?客户端如何知道这个公钥是不是黑客伪造的?
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中间人攻击
黑客可以使用中间人攻击,获取到对称密钥.就是在客户端面前冒充服务器,在服务器面前冒充客户端.
中间人攻击的流程如下:
- 关键一步就是在中间网络设备发送公钥的时候,使用的是黑客自己创建的公钥,之后黑客便可以轻轻松松拿着自己生成的私钥进行解密.
- 之后为了哄骗服务器,又再次使用服务器返回的pub公钥进行了一次加密.
2.3.3 证书
为了防止上述的情况发生,我们引入了第三方公证机构.即引入证书.证书就如身份证,证明服务器公钥的权威性.
- 证书内容
证书可以理解为是一个结构化的字符串,里面包含了一下信息:
证书发布机构,证书有效期,公钥,证书所有者,数字签名.
这里的数字签名就相当于加密之后的校验和,基于非对称的方式进行加密,由公证机构生成签名与非对称密钥.证书整体校验和通过公证机构私钥进行加密,就形成了数字签名. - 证书如何保障安全
[注意]
- 用来给数字签名解密的公钥不是通过网络传输的,这样仍然会被黑客劫持,而是在OS装入主机的时候,就已经自带了公证机构的证书.
- 此时的私钥和公钥就不是由服务器生成了,而是由第三方公证机构生成,在服务器和客户端进行通信的时候全部通过证书来实现,其中数字签名经过了公证处的私钥加密.
- 通过上述两点,就巧妙的绕过了黑客对于公钥和私钥的干预.
- 如果黑客入侵干预
- 如果黑客修改了证书中的公钥,未修改签名.
此时客户端在进行校验的时候,发自己从OS调用的公钥解密出的数字签名和证书上提供的公钥解密出的数字签名结果对不上.则判定证书无效. - 黑客自己重新计算校验和,重新加密得到数字签名,并生成自己的私钥和公钥,并修改了证书上的公钥.
客户端在收到数据之后,拿着公证处的公钥解密,公证处与黑客的私钥不配对,解密失败.判定证书无效.
- 如果黑客修改了证书中的公钥,未修改签名.