理解 HTTPS 协议

最近我们看到很多前端开发站点使用 HTTPS 协议提供网页服务。通常情况下我们都是在一些包含机密信息的站点像银行看到 HTTPS 协议。

如果你访问 google,查看一下地址栏,你会看到如下信息。

前端开发-HTTPS 协议

我们可以看到“https” 是绿色高亮显示,并且前面有一个锁标,表明网页请求是通过 https 协议。

HTTPS 是 HTTP 协议的一个版本,在浏览器和服务器之间提供安全的数据传输。

浏览器和服务器是通过 http 协议进行通信,在使用 HTTP 协议时,客户端向服务端提交表单数据时使用的是非加密方式。

所以当浏览器和服务器通信的物理网络被侵入时,入侵者会得到网页浏览器和服务器之间传输的信息。

前端开发-HTTPS 协议

HTTP 的应用场景是我们不需要使用高安全级别的方法加密数据。但银行这样的应用会发送像信用卡详细信息类的敏感数据,这会产生安全威胁。如果入侵者监视通信信道,他可以轻易获取到底层用户的敏感数据。

HTTPS 保证安全可靠通信

为了避免这样的安全威胁,HTTPS 应运而生。HTTPS 是一个确保数据在 web 浏览器与 web 服务器之间传输安全的协议。

HTTPS 是由 HTTP 协议+SSL 协议构成。SSL 协议通过对信息进行加密,为网络通信提供安全保障。它运用了非对称密钥机制,这种机制是将公钥自由对外分发,而私钥只有信息接收者才有。

HTTPS 对比标准的HTTP协议的两大优势:

它确保了用户访问的是正确的网站,这个网站是他原本打算访问的而不是一些假冒网站。

它确保了web浏览器与web服务器之间通信的内容是加密的,因此入侵者不能得到原始的通信内容。

所以在 HTTPS 中,SSL 起到了确保了数据在客户端和 web 服务端传输安全。

HTTPS 工作流程

为了弄清 HTPPS 协议是怎么工作的,我们首先应该明白加密、解密处理过程是怎么工作的。

加密就是把文本内容转换成其他某种格式,这样他人就无法解析原始内容。

解密就是将之前我们转换的密文再转换回原始内容。

加密和解密过程也可以用密钥去加密和解密信息。因此,如果信息是用某个密钥加密的,那么使用同一个密钥就能解密。这种方式称为对称密钥机制,因为使用的是同一个密钥进行加密和解密。

那么现在我们明白了 HTTPS 是用来安全传输 web 服务端与 web 浏览器之间的信息。这就是一个非常好的处理在传输信息的时候使用 HTTPS 协议。

当浏览器用 HTTPS 协议请求一个页面时,下面的过程也会发生:

1、浏览器向 server 发出 https 请求,server 监听 443 端口,这个端口是 web server 用来监听使用了 HTTPS 协议的请求。

2、一旦 web 浏览器与 web 服务器之间成功建立连接,SSL 握手流程就开始了。

在握手流程中,浏览器和服务器会针对数据的加密算法进行协商并答成一致。过程如下:

1、浏览器向服务器发送一些自身的信息(例如其支持的SSL版本);

2、服务器响应类似信息,例如通信过程中将要使用的SSL版本;

3、服务器会向浏览器发送证书,证书中包含了加密数据的公钥,发布者信息,有效期以及服务端唯一标识;

4、浏览器核实该证书,并发送信息通知服务器证书已验证完成;

5、浏览器向服务器发送“Change cipher spec”指令:浏览器将对数据进行加密;

6、服务器向浏览器发送“Change cipher spec”指令,服务端将要对待发送的数据进行加密。

前端开发-HTTPS 协议

当我们单击chrome中小锁标志,我们就可以看到服务端发送过来的数字证书。

前端开发-HTTPS 协议

3、浏览器产生对称的密钥并通过服务器公钥将其加密,随后将加密后的密钥发送到服务器。这个对称的密钥用于在整个会话中进行加密和解密。

我们知道数字证书是用来提供公钥的。有两个关键的术语用来理解数字证书。

X.509 是一个定义数字证书格式的标准,它规定了证书中需要包含哪些信息,例如下面:

版本 指定 X.509 的版本

序列号 唯一的一串数字用以区分证书

证书发布者名称 CA

公钥

CA(Certification authority)表示发布该证书的机构。只有从发布者那里才能获得证书。证书中通常会有发布者的签名用以保证有效性。

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