理解HTTPS

为什么要有https

原因就是HTTP是不安全的，HTTP因为传输明文的特点，整个传输过程完全透明，中间人在传输链路中可以修改或者伪造请求 / 响应报文，数据不具有可信性。用户敏感信息随时会泄漏。因为HTTP不安全所以才有了后来的HTTPS，HTTPS也叫HTTP + SSL/TLS，它保证了数据传输的

机密性
完整性
身份认证
不可否认

HTTP 传输过程

你可能会说前端把敏感信息通过 MD5 加盐加密传输不就行了吗？MD5 准确讲不叫加密算法，它是一种摘要算法，是不可逆的压缩算法，如果你用 MD5 把加密后 hash 串给到服务端，因为它不可逆向推算出原文，服务端也只是把这个字符串直接存到表里，因此黑客劫持了这个字符串一样可以绕过前端的登录认证。

常用的摘要算法： MD5、SHA-1、SHA-2, TLS禁止使用 MD5、SHA-1。
SHA-2 实际上是一系列摘要算法的统称，总共有 6 种，常用的有 SHA224、SHA256、SHA384，分别能够生成 28 字节、32 字节、48 字节的摘要。

HTTPS

HTTPS就是在原来的四层网络模型，TCP传输层之上多了安全传输层协议(TLS)或者安全套接层(SSL), 因此 HTTPS 也常指 HTTP over TLS 或 HTTP over SSL。

1、SSL（Secure Sockets Layer）发展到v3阶段时，互联网工程组把它改名为 TLS（传输层安全，Transport Layer Security），正式标准化，SSL 是 TLS 前身。
2、计算机科学领域里的任何问题，都可以通过引入一个中间层来解决, 因此为了解决传输安全，出现了 SSL/TLS

怎么让数据传输是安全的呢？你可能想到就是使用加密算法。因为加密算法是可以使用钥匙来加密原文和解密还原成原文，那么只要保证钥匙是机密的不会被恶意获取，而 HTTPS 就是依靠下层的 SSL/TLS 使用混合加密（对称加密和非对称加密）保证数据传输安全。

对称加密

加密原文和解密成原文都使用一个秘钥，秘钥就是一段很长的字符串，密钥长度可以是 128、192 或 256。目前常用的只有 AES 和 ChaCha20。AES 性能很好，计算速度快，安全强度很高，是使用最广发的对称加密算法

被加密的数据在传输过程中是无规则的乱码，即便被第三方截获，在没有密钥的情况下也无法解密数据，也就保证了数据的安全。但是有个问题，秘钥如何安全传给对方，保证不会被第三方截取呢，因此对称加密有个很大的问题就是不能保证秘钥交换安全，安全性得不到保证，所以就出现了非对称加密（也叫公钥加密算法）。

非对称加密

它有两个秘钥，一个叫公钥，一个叫做私钥。两个秘钥是不对称的，如果使用公钥加密原文，那么就必须使用私钥解密，反之如此。它有以下特点

公钥公开，所有人都能看到
安全性十分可靠，按照现在的算力，即使最强配置的计算机，也要几十万年才能破解
计算量相比对称加密指数级增加，加密和解密速度相比对称加密慢很多
私钥保存在服务器，无需向客户端传输

由于不存在秘钥交换，安全性得以保证。 RSA 是最常用非对称加密算法，它的安全性基于 整数分解 的数学难题，使用两个超大素数的乘积作为生成密钥的材料，想要从公钥推算出私钥是非常困难的。当使用 SSH 作为身份认证时，也会下发公钥私钥

非对称加密传输过程：

之前说多 SSL/TLS 使用的是混合加密，虽然非对称加密没有秘钥交换问题，但是因为计算量巨大，运算速度要比对称加密低两个指数级，如果数据载体巨大的时候，非对称加密通信速度宛如龟速。


// 秘钥是128位的AES对称加密速度
aes_128_cbc enc/dec 1000 times : 0.97ms, 13.11MB/s
// 秘钥是1024位的RSA非对称加密速度
rsa_1024 enc/dec 1000 times : 138.59ms, 93.80KB/s
rsa_1024/aes ratio = 143.17 // 速度慢了143倍
// 秘钥是2048位的RSA非对称加密速度
rsa_2048 enc/dec 1000 times : 840.35ms, 15.47KB/s
rsa_2048/aes ratio = 868.13  // 速度差了三个指数级
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从上图可以看出，非对称加密算法只存在，交换加密后的 KEY过程中，数据载体的传输使用的是对称加密，因此 HTTPS 使用的是混合加密。

公钥信任问题

上面的传输过程，客户端只需要一个公钥。这就存在一个信任问题，黑客也可以伪造和发布公钥，怎么判断你这个公钥就是掘金网站下发的公钥的呢。因此需要借助第三方机构CA（Certificate Authority，证书认证机构），它就像网络上的公安局，可信度是不容质疑的，由它来给各个公钥签名，用自身的信誉来保证公钥无法伪造，是可信的，你也必须相信，不然这个信任链走不下去了，当然如果CA都被攻击了，那么信任也无从说起。比如点击掘金地址栏上面的小锁头，他就是由权威CA机构 DigiCert 颁发的

这个数字证书只存在HTTPS的网站, 如果你打开的是 HTTP，就会有安全警告

在首次访问网站的时候，服务端会把数字证书返回给客户端，总的原理图如下

HTTP 和 HTTPS

最后总结下两者区别

HTTP 明文传输，安全性差。HTTPS 对数据传输加密，安全性得以保证
HTTPS 需要申请CA证书，要花钱，还要备案
HTTPS 因为多了一层 SSL/ TLS ，传输速度比 HTTP 慢，连接过程也更加复杂, 也消耗更多的连接带宽，因为还多了 TLS 握手过程
HTTP 默认端口80， HTTPS 默认端口 443

最后

参考