HTTP 協議(yì)中的(de)內(nèi)容都(dōu)≈÷×是(shì)明(míng)文(wén)傳輸，HTT∞β≠←PS 的(de)目的(de)是(shì)将這(zhè)些(xiē)內(•<nèi)容加密，确保信息傳輸安全。最後一(yī)個(gè)字♠σ∏母 S 指的(de)是(shì) SSL/TLS 協議(yì)，它位于 &HTTP 協議(yì)與 TCP/IP 協議(yì)中間(jiān)。∑ε∑
很(hěn)遺憾的(de)是(shì)，目前的(de) HTTP 協議(yì) ✘β還(hái)不(bù)滿足上(shàng)述三條要(yào) ≤求中的(de)任何一(yī)條。
是(shì)的(de)，我沒開(kāi)玩(wán)笑(xiào)>'，你(nǐ)可(kě)以暫時(shí)别管第三個(gè)•>★®要(yào)求，因為(wèi)它實際上(sh↔♠γδàng)隸屬于第一(yī)個(gè)需求。我們都(dōu)知(zhī)道☆σ(dào)加密需要(yào)密碼，密碼不(bù)是(shì)天下(↑εxià)掉下(xià)來(lái)，也(yě)得(d∑ε♦e)需要(yào)雙方經過通(tōng)信才能(néng)協商出來(lái)←•→≠。所以一(yī)個(gè)設計(jì)良好(hǎo)的(de)加密☆★機(jī)制(zhì)必然會(huì)防止第三者的(de)幹擾和(hé)↔↕僞造。等搞明(míng)白(bái)了(le)加密的(de)具體(tǐ)α•原理(lǐ)，我們自(zì)然可(kě)β&>♠以檢驗是(shì)否滿足:“任何第三者₹λ無法冒充服務器(qì)”這(zhè)一÷→(yī)要(yào)求。
對(duì)稱加密可(kě)以理(lǐ)解為(w∑ èi)對(duì)原始數(shù)據的(←γ♠±de)可(kě)逆變換。比如(rú) Hello&n ∑'bsp;可(kě)以變換成 Ifmmp，✔↔★€規則就(jiù)是(shì)每個(gè)字♣Ω× 母變成它在字母表上(shàng)的(de)後一(yī)個(gè)字母，≠↓♠ 這(zhè)裡(lǐ)的(de)秘鑰就(jiù)是(shì) 1←¶λ<，另一(yī)方拿(ná)到(dào) Ifmmp 就(∞×¥jiù)可(kě)以還(hái)原成原來(lái)的(de)信息&n > bsp;Hello 了(le)。
引入對(duì)稱加密後，HTTPS 的(de)握手→∏流程就(jiù)會(huì)多(duō)了(le)兩步，用(yòng)來(lá →i)傳遞對(duì)稱加密的(de)秘鑰:
提到(dào)了(le)對(duì)稱加密，那(nà)麽自(zì)然還≤ ₽(hái)有(yǒu)非對(duì)稱加密。它的∑™(de)思想很(hěn)簡單，計(jì)算(s€↑✔uàn)兩個(gè)質數(shù)的(de)乘積很(hěn)容易≥××，但(dàn)反過來(lái)分(fēn)解成∏♥∑™兩個(gè)質數(shù)的(de)乘積γ≈ 就(jiù)很(hěn)難，要(yào)經過極為(wèi€ ≠α)複雜(zá)的(de)運算(suàn)。非對(duì)£→ φ稱加密有(yǒu)兩個(gè)秘鑰，一(yī)個(λ≈gè)是(shì)公鑰，一(yī)個(gè)是∏↔(shì)私鑰。公鑰加密的(de)內(nèi)容隻有(y₽ ↔ǒu)私鑰可(kě)以解密，私鑰加密的(de)內(nèi)容隻有(yǒu)公鑰₩€可(kě)以解密。一(yī)般我們把服務器(qì)自(zì)己留著(zhe)→♥★×，不(bù)對(duì)外(wài)公布的(de)™↕§密鑰稱為(wèi)私鑰，所有(yǒu)人(rén)都(dōu≥∏)可(kě)以獲取的(de)稱為(wèi)公鑰。
使用(yòng)對(duì)稱加密一(yī) ₹'↓般要(yào)比非對(duì)稱加密快(kuài)得(de)多(duō)，對>$☆(duì)服務器(qì)的(de)運算(δ€≥<suàn)壓力也(yě)小(xiǎo)得(de)多(duō)。
服務器(qì)直接返回明(míng)文(wén)的(de)對(duì)稱φ>₩加密密鑰是(shì)不(bù)是(shì)不(bù)安全$<。如(rú)果有(yǒu)監聽(tīng)者拿(ná)到(dào)這(z♦σ hè)個(gè)密鑰，不(bù)就(jiù)知φ α×(zhī)道(dào)客戶端和(hé)服務器(qì)後續的(de)通(tō₹→ng)信內(nèi)容了(le)麽？
是(shì)這(zhè)樣，所以不(bù)能(néng)明(míng)文≤£(wén)傳遞對(duì)稱秘鑰，而且也(yě)不(bù)能(nβ∞éng)用(yòng)一(yī)個(gè≠£)新的(de)對(duì)稱加密算(suàn)法來(lái)加密原來©∏(lái)的(de)對(duì)稱秘鑰，否則新的(de)對(duì)稱秘©¥"✔鑰同樣無法傳輸，這(zhè)就(jiù)是(sh✔↔αì)雞生(shēng)蛋、蛋生(shēng)β÷雞的(de)悖論。
這(zhè)裡(lǐ)我們引入非對(duì)稱加↓☆密的(de)方式，非對(duì)稱加密的(de)特性決定了(le ÷)服務器(qì)用(yòng)私鑰加密的(de)內(nè♣ '™i)容并不(bù)是(shì)真正的(de)加密，因為(wèi)公鑰所有>≈(yǒu)人(rén)都(dōu)有(y↑&♥♣ǒu)，所以服務器(qì)的(de)密文(wén)能(néng)被所有(yǒu☆$←)人(rén)解析。但(dàn)私鑰隻掌握在服務器(εΩqì)手上(shàng)，這(zhè)就(ji©×↓ù)帶來(lái)了(le)兩個(gè)巨大(✘✘↓'dà)的(de)優勢:
所以傳輸對(duì)稱秘鑰的(de)問(wèn)題就(j<∑←©iù)迎刃而解了(le): 秘鑰不(bù)是(shì)由服務器(qì)下(x♠©<λià)發，而是(shì)由客戶端生(shēng)成并且主動告訴服務器(qì)"π。
所以當引入非對(duì)稱加密後，HTTPS 的(d ±e)握手流程依然是(shì)兩步，不(bù)過細節略有(yǒu)變化(huà©♠₹):
客戶端: 你(nǐ)好(hǎo)，我需要(yào)✘'發起一(yī)個(gè) HTTPS 請(qǐng)求，這(zhèφΩ)是(shì)我的(de) (用(yòng)公鑰加密後的(de)) ←λπ秘鑰。
服務器(qì): 好(hǎo)的(de)，我知(zhī£•®✘)道(dào)你(nǐ)的(de)秘鑰了(le)，後續就(jiù)用(y≥γ≠òng)它傳輸。
你(nǐ)好(hǎo)像還(hái)是(shì)≈↑沒有(yǒu)解決雞生(shēng)蛋，蛋生(shēng)雞的(♠®de)問(wèn)題。你(nǐ)說(shuō)客戶端發送請(qǐn '©g)求時(shí)要(yào)用(yòn×↑×g)公鑰加密對(duì)稱秘鑰，那(nà)∑ ε公鑰怎麽傳輸呢(ne)？
每一(yī)個(gè)使用(yòng) HTTPS 的(de)服務器("₩qì)都(dōu)必須去(qù)專門(mén)的(φ§de)證書(shū)機(jī)構注冊一(yī)個(gè)證書(shū)，≤γ證書(shū)中存儲了(le)用(yòng)權威機(jī)構私鑰加$≈€>密的(de)公鑰。這(zhè)樣客戶端用(yòng)權威機(jī)構的(de)±←公鑰解密就(jiù)可(kě)以了(le)±♣。
現(xiàn)在 HTTPS 協議(yì)的(de)握手階段變成了(le)★<'四步:
那(nà)權威機(jī)構的(de)公鑰又→δ(yòu)怎麽傳輸？
這(zhè)個(gè)公鑰不(bù)用(yòng)傳輸•£&，會(huì)直接內(nèi)置在各大(dà)操α作(zuò)系統(或者浏覽器(qì))的(d±™$↓e)出廠(chǎng)設置裡(lǐ)。之所以不(bù)把每個(שgè)服務器(qì)的(de)公鑰內(nèi)置在∏™π電(diàn)腦(nǎo)裡(lǐ)，一(yī)方面是(shì)因為(wè÷∞i)服務器(qì)太多(duō)，存不(bù)過♦&來(lái)。另一(yī)方面操作(zuò)系統也(yě)不(bù)信任λ <®你(nǐ)，憑什(shén)麽你(nǐ)說(shu↕★≠ ō)你(nǐ)這(zhè)個(gè)就(ji♦∑$ù)是(shì)百度/淘寶的(de)證書(shū)呢(ne"£₹)？
所以各個(gè)公司要(yào)先去(qù™♠ε)權威機(jī)構認證，申請(qǐng)證書(shū)，然後操作(zu §βò)系統隻會(huì)存儲權威機(jī)構的(de)公鑰。因為(≥×∞wèi)權威機(jī)構數(shù)量有(y←ǒu)限，所以操作(zuò)系統廠(chǎng)商相(xiàng)✘↕對(duì)來(lái)說(shuō)容易管理(lǐ)★ 。如(rú)果這(zhè)個(gè)權威機(jī)構不(bù)夠權威♠↓±，XJB 發證書(shū)，就(jiù)會(huì)取消他(tā)的(de)§≠♥資格，比如(rú)可(kě)憐的(de)沃通(tōn✘±g)。。。。
你(nǐ)說(shuō)服務器(qì)第一(®¶Ωyī)次會(huì)返回證書(shū)，也(yě)就(jiù)是(sh✔∞βì)加密以後的(de)公鑰，那(nà)我怎麽知(zhī)道(dào)這' (zhè)個(gè)證書(shū)是(shì)可(kě)靠的$"(de)？
我們都(dōu)知(zhī)道(dào)哈希算(suàn)法的(de)特÷δΩ點，它可(kě)以壓縮數(shù)據，如(rú)果從(♠®≥↓cóng)函數(shù)角度來(lái)看(kàn)，不(bù)管多(d♥→uō)複雜(zá)的(de)數(shù)據(定義•¥α≈域可(kě)以非常大(dà))經過哈希算(suàn)法都(dōu)會(huα>ì)得(de)到(dào)一(yī)個(gè)值，而且這(zhè)個(gè)✔£♠值處在某個(gè)特定(遠(yuǎn)小(xiǎo)于定義域的(de)範圍✔×)值域內(nèi)。相(xiàng)同數(shù)據的✔&(de)哈希結果一(yī)定相(xiàng)同σ©≥≥，不(bù)相(xiàng)同數(shù)據的(de)哈希結果一(y€×ī)般不(bù)同，不(bù)過也(yě)有(yǒu)小(xiǎo)概率會(>£huì)重複，這(zhè)叫哈希沖突。
為(wèi)了(le)确保原始證書(shū)沒有(yǒu)被篡改，我們可(δα♠σkě)以在傳遞證書(shū)的(de)同時(shí)傳遞證書(shū)的(d¶↓∑e)哈希值。由于第三者無法解析數(shù)據，隻能(néng) XJB 改，←>★那(nà)麽修改後的(de)數(shù)據在解密後，就(jiù)不(bù¶ε)可(kě)能(néng)通(tōng)過哈希。
比如(rú)說(shuō)公鑰就(jiù)是(shì)之前的(de)例€★子(zǐ) Hello，我們假設哈希算±γΩ(suàn)法是(shì)獲取字符串的(de)最後一(yī)個(gè®≠)字符，那(nà)麽 Hello 的(de)•'£哈希值就(jiù)是(shì) o，所以加密字符串是(shì)&nb♠✘sp;Ifmmpp。雖然公鑰已知(zhī)，每個(gè)人(rén)都(dōu¥γ₩<)可(kě)以解密，解密完也(yě)可(kě)以篡改， ε↔©但(dàn)是(shì)因為(wèi)沒有(y£>←ǒu)私鑰， 所以無法正确的(de)加密。所以它再返回給客₽λ戶端的(de)數(shù)據是(shì)無效數(shù)據，用(yòng∞™×)公鑰解析後會(huì)得(de)到(dào)亂碼。即©λε使攻擊者通(tōng)過多(duō)次嘗試碰巧能(nén✘ ∞∑g)夠解析，也(yě)無法通(tōng)過哈希校(xiào₩€)驗。
首先真正的(de)服務器(qì)下(xià)發的(de)內(™•nèi)容，無法被别人(rén)篡改。他(tā)們有(yǒu)權威機(♣↓δjī)構的(de)公鑰，所以可(kě)以解密，但(dàn)是(shì)♦ 因為(wèi)沒有(yǒu)私鑰，所以解密以後的(σ≠™de)信息無法加密。沒有(yǒu)加密或者錯(cuò)誤加©π€"密的(de)信息被客戶端用(yòng)公鑰<₽φ"解密以後，必然無法通(tōng)過哈希校£¥(xiào)驗。
但(dàn)是(shì)，如(rú)果你(nǐ)一(y✔'δ∏ī)開(kāi)始請(qǐng)求的(de)就(∞ jiù)不(bù)是(shì)真的(de)服務∑♦器(qì)，而是(shì)一(yī)個(gè)攻擊者，此時(s>€±hí)的(de)他(tā)完全有(yǒu)機(jī®α✔♠)會(huì)進行(xíng)中間(jiān)人β₽β✔(rén)攻擊。我們知(zhī)道(dào)第一(yī)次握手的(de)時€±β(shí)候服務器(qì)會(huì)下(xià)&≈←發用(yòng)于證明(míng)自(zì)己身✔∏★(shēn)份的(de)證書(shū)，這(zhè)個(gè)證書(sh≈£ >ū)會(huì)用(yòng)預設在設備上(shàng)的(de)公鑰來(l"ái)解密。所以要(yào)麽是(shì≈↔)經過認證的(de)證書(shū)用(yòng)權威機(jφ£←ī)構的(de)私鑰加密，再用(yòng)權威機φ₩↓(jī)構解密，要(yào)麽是(shì)用(yònα∞→φg)非權威機(jī)構的(de)私鑰加密，然後找不₩"(bù)到(dào)公鑰解密。
所以如(rú)果不(bù)小(xiǎo)心安裝過非權威機(♠<'•jī)構的(de)根證書(shū)，比如(rú)黑(hēi)客提供 ≈的(de)惡意證書(shū)，這(zhè)時(shí)候設備上(shàn∑↔g)就(jiù)多(duō)了(le)一(yī)個(gè)預→設的(de)公鑰，那(nà)麽用(yòng)惡意私鑰♣∑β加密的(de)證書(shū)就(jiù)α↓ β能(néng)被正常解析出來(lái)。所以→千萬不(bù)要(yào)随便裝根證書(shū)，這(zhè)等≤¥∑于是(shì)為(wèi)那(nà)些(xiē•§₩)惡意證書(shū)留了(le)一(yī)扇門(mén)。
當然，凡是(shì)都(dōu)有(yǒu)兩面性。我們知(z♣€♥γhī)道(dào) Charles 可(kě)以調試 HTTPS 通(∞®☆™tōng)信，它的(de)原理(lǐ)就(jiù)是(shì)需要(yào)£≤用(yòng)戶安裝 Charles 的(de)根證書(§₩ shū)，然後我們的(de)請(qǐng)求會(huì)被代理(lǐ)到(€♦♣βdào) Charles 服務器(qì)，它下(xià)發≠π•★的(de) Charles 證書(shū)才能(néng)被正确解析。另一(γαyī)方面，Charles 會(huì)作(zuò)為(wèi)客戶端，從£€Ωα(cóng)真正的(de)服務器(qì)哪裡(lǐ)拿(ná₩₩€)到(dào)正确的(de) https 證書(shū)并用(yòngγ→ ₽)于後續通(tōng)信。幸好(hǎo) Charles 不(bù)是(s&→¥&hì)流氓軟件(jiàn)，或者它的(dφ'e)私鑰一(yī)旦洩露，對(duì)用(yòng &<↑)戶都(dōu)會(huì)造成很(hěn)大(dà)的(de)影(yǐλλ'ng)響。
我可(kě)以舉一(yī)個(gè)例子(zǐ)，證書(s∏∑₩↕hū)有(yǒu)多(duō)個(gè)種•☆≠'類，最貴的(de)叫 EV (Extended Valid'∞β¥ation)，它需要(yào)公司營業(→ yè)執照(zhào)等多(duō)個(gè)文(wén)件(j₩iàn)才能(néng)申請(qǐng)人(•φrén)工(gōng)審核，好(hǎo)處也(yě)很(h≠∑∑ěn)明(míng)顯，可(kě)以在浏覽器(qì)地(dì)址欄×←→ε左側準确顯示公司名稱，比如(rú) Bitφγbucket 的(de)官網:
代理(lǐ)模式下(xià)無法顯示
TCP 有(yǒu)三次握手，再加上(shàng)¶®∞ HTTPS 的(de)四次握手，會(h¥×§uì)不(bù)會(huì)影(yǐng)響性能(néng)？¶₹λ
首先，HTTPS 肯定會(huì)更慢(màn)一(yī)δ 點，時(shí)間(jiān)主要(yào)花<§>(huā)費(fèi)在兩組 SSL 之間(jiān£≈)的(de)耗時(shí)和(hé)證書(λε₹∏shū)的(de)讀(dú)取驗證上(shàng)，對ε£ (duì)稱算(suàn)法的(de)加解密時(shí)間(jiān)↔© §幾乎可(kě)以忽略不(bù)計(jì)。
而且如(rú)果不(bù)是(shì)首次握手，後續的(de)請(qǐng)¥$δ₩求并不(bù)需要(yào)完整的(de)握手過程。客戶端可(✔×✘kě)以把上(shàng)次的(de)加密情況直接發送給服務器(qì)從±♦ €(cóng)而快(kuài)速恢複，具體(tǐ)細節可(kě$±✔)以參考 圖解SSL/TLS協議÷☆(yì)。
除此以外(wài)，SSL 握手的(de)時(shí)間(jiān)并不(bù←"π)是(shì)隻能(néng)用(yòng)來₽∑§δ(lái)傳遞加密信息，還(hái)可(kě)以承擔起客戶端和(hé)服務器( ♣αqì)溝通(tōng) HTTP2 兼容情況的(de)任務。因此從(cóng♠₹λπ) HTTPS 切換到(dào) HTTP2.0 不(b∞γσù)會(huì)有(yǒu)任何性能(n↑•éng)上(shàng)的(de)開(kāi)銷，反倒是(shì)得(de×∑')益于 HTTP2.0 的(de)多(duō)路(lù↓<)複用(yòng)等技(jì)術(shù©∑∞)，後續可(kě)以節約大(dà)量時(sh÷¶í)間(jiān)。
如(rú)果把 HTTPS2.0 當做(zuò)目标，那(≥§ nà)麽 HTTPS 的(de)性能(néng)損耗就(jiù)更小(xi≈"ǎo)了(le)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不(€♠♣✘bù)上(shàng)它帶來(lái)的(de↑✔±≤)安全性提升。
相(xiàng)信以上(shàng)九個(gè)問(wèn)題足夠幫助¥δ&新人(rén)了(le)解 HTTPS 了(le)，但(dàn)∑☆×β這(zhè)隻是(shì)基本概念，關于 HTTPS₹ 的(de)使用(yòng)(比如(rú) i★>®OS 上(shàng)的(de)一(yī)些(xiē)具體(tǐ)™↕₩問(wèn)題)還(hái)需要(yào)不(∏β↓bù)斷嘗試和(hé)研究。
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