https扫盲

what

• 定义

  • Https = Http + SSL/TLS

    

why

• http问题
  • 明文传输
• https优势
  • 数据加密，防窃听
  • 身份验证，防冒充
  • 完整性校验，防篡改

how

• 数据加密：https的对称加密和非对称加密

  • 问题一：为什么同时使用对称加密和非对称加密

    • 对称加密性能高，传输数据时采用对称加密
    • 使用非对称加密，通过网络协商数据传输的密钥，确保传输安全

  • 问题二：对称加密的密钥如何产生和传输

    • tls握手阶段

      • 协商密钥sk

        • 基于非对称加密算法

          

          • 公开密钥密码学

            • 一个公开密钥，一个私有密钥；一个用作加密，一个用作解密
            • 使用其中一个密钥加密的密文，只能使用另一个密钥解密得到明文
            • 由于加密和解密需要使用两个不同的密钥，所以称为非堆成加密

          • 流程

            • 客户端向服务端发送请求
            • 服务端返回客户端自己的公钥puk
            • 客户端生成本次对话的对称密钥sk，使用puk对sk进行加密得到sk_enc传给服务端
            • 服务端收到sk_enc后用自己的私钥prk解密得到sk
            • 接下来客户端和服务端使用sk加密后传输

        • 基于专用密钥交换算法，如dh，ecdh

        • 基于共享的secret，如psk，srp

          • 客户端和服务段预设对称加密密钥，握手阶段传递钥匙id

    • 数据通信阶段

      • 使用密钥sk对通信内容进行对称加密
      • 使用密钥sk解密数据

  • 问题三：https有几套非对称加密

    • 2套非对称加密
      • 第一套用于协商加密密钥sk（详见问题二）
        • 公私钥由服务端生成（双向认证则客户端也需要生成公私钥）
      • 第二套用于数字签名加密
        • ca机构生成公私钥，私钥由ca机构持有

• 身份验证：https的证书

  

  • what

    • 数字证书 = 主体信息 + 数字签名
    • 主体必要信息
      • 版本
      • 序列号
      • 签名算法
      • 颁发者
      • 有效期
      • 使用者
      • 公钥信息
    • 主体拓展信息
      • 密钥标识符
      • 证书策略
    • 数字签名

  • why

    • 中间人攻击
      • what
        • 中间人在客户端和服务端不知情的情况下，窃听甚至篡改通信信息
      • how
        • 一端向另一端发送请求，对端返回自己的公钥
        • 中间人截获了对端的公钥，替换成自己的公钥
        • 一端收到公钥，并未验证对方的身份，直接协商对称加密的密钥sk
        • 中间人拿到sk，信息泄漏
    • 防止数字证书被篡改——ca生成数字签名作为防伪标识

  • how

    • 申请证书

      

      • 用户向ca提交自己的信息和公钥

      • 对原文做哈希，把不定长的文本映射成固定长度的字符空间

      • 使用ca的私钥对定长字符做加密

    • 验证证书

      • 使用相同的哈希算法，对除签名意外的部分做一次哈希，得到文本的哈希映射，记为h1
      • 获取ca机构的公钥对数字签名解码，得到ca机构算出的哈希映射，记为h2
      • 对比h1和h2是否相等
      • 再进行身份验证，验证域名
      • 验证通过，拿到对端的公钥

    • 获取ca机构的公钥

      • 操作系统和浏览器会预先放置一些根证书

      • 根证书

        • 没有上层机构作为数字签名
        • 证书上的公钥为ca机构颁发的公钥

      • 证书信任链

        • 证书类型：根证书，中介证书，用户证书

        • 搜索根证书

          

          • 从用户证书开始

          • 递归寻找证书

          • 若证书的isser值等于subject值则为根证书，结束返回该证书

    • 不同后缀名的证书

      • 证书标准
        • x.509国际标准
      • 证书编码格式
        • pem
          • 以文本格式存储
          • 以begin xxx开头，end xxx结尾
          • 中间是base64编码数据
          • 用于存储公钥，私钥，证书签名等数据
          • 查看证书：openssl x509 -in xxx.pem -text -noout
          • pem转der： openssl x509 -in xxx.pem -outform der -out xxx.der
        • der
          • 以二进制存储，无法直接预览
          • 查看证书： html openssl x509 -in xxx.der -inform der -text -noout
          • der转pem： openssl x509 -in xxx.der -inform der -outform pem -out xxx.pem
      • 文件拓展名
        • 证书：存放数字证书 .crt .cer
        • 密钥：存放公钥或私钥 .key
        • 证书+密钥：同时存放证书和公钥 .pem .der .p12
        • 证书请求：证书签名请求 .csr

• 完整性校验

  • 数据通信阶段，对原始信息做一次哈希，得到message的摘要，称为信息摘要h1
  • 对端使用协商出来的sk解密数据包，做一次相同的哈希算法得到信息摘要h2
  • 对比h1和h2，判断通信数据是否被篡改

• https流程