HTTPS相关知识讲解
为什么要有HTTPS？
因为HTTP是不安全的。
- 机密性，HTTP在通信过程中使用明文，这使得通信过程可能会被窃听。为了防止被窃听，最常见的处理方式就是加密。加密方式如下：
- 通信加密：HTTP协议中没有加密机制，可以使用SSL或者TSL来进行加密；
- 内容的加密：对通信内容进行加密，将报文中所包含的内容进行加密；
- 完整性，由于HTTP协议无法验证报文的完整性，因此数据在传输过程中可能已经遭到中间人攻击，导致报文被篡改。
- 身份认证，HTTP协议中不会对请求和应答的双方进行身份确认，所以身份有可能遭遇伪装。HTTPS的SSL不仅提供加密服务，还提供证书，用来确定通信方。证书是由值得信任的第三方机构办法，伪造证书异常困难，所以只要能够确认通信方持有的证书，则可以确认对方身份。
什么是HTTPS？
HTTPS的端口号是443，HTTP的端口号是80，除了这点与http不同之外，其他的都完全沿用HTTP。那么HTTPS是如何做到安全的呢？实现方式就在于这个“S”上。HTTPS的下层协议是SSL/TLS。也就是说HTTPS是身披SSL外壳的HTTP，即HTTP+加密+认证+完整性保护=HTTPS。
什么是SSL/TLS
通过上一个问题我们知道，https本身没有什么本身，都是靠着SSL/TLS来支撑，那么到底SSL/TLS是什么来历呢？
SSL即安全套接层，是一个非常好的安全通信协议，其发展到v3版本的时候，互联网工程组将其改名为TLS传输层安全，目前应用最广泛的版本是1.2，除了HTTP，SSL/TLS还承接了其他应用协议，比如FTP=>FTPS等。
HTTPS是如何解决上面的三个风险的呢？
通过混合加密，保证了信息的机密性
按照密钥的使用方式，常见加密有两种方式：对称加密和非对称加密。
对称加密以共享密钥的方式加密，也就是说必须要将密钥发送给对方，可是在互联网环境中，如何转发密钥呢？如果被窃听密钥落入攻击者之手，加密就失去了意义。
非对称加密使用一对非对称的密钥，一把叫做私钥，一把叫做公钥。顾名思义，私钥不能让任何人知道，公钥任何人都可以获得。使用方式是：发送方将报文用公钥进行加密处理，对方收到后用私钥进行解密，也不用担心密钥被攻击者窃听而盗走。因为非对称加密是基于大数运算，所以速度很慢，还有一个缺点是相同强度的加密，非对称加密需要更多的位数。
所以HTTPS利用了两者的优势，将两种方式组合起来用于通信。在交换密钥阶段使用非对称加密的方式，之后建立通信交换报文阶段则使用对称加密方式。
摘要算法用来实现完整性
摘要算法是常说的散列函数和哈希函数，可以为数据生成独一无二的指纹，用于校验数据的完整性。客户端在发送数据之前通过摘要算法算出明文的指纹，发送的时候将明文+指纹一同加密，发送给服务器，服务器接收到后进行解密，在用相同的摘要算法得到接收到的明文的指纹，与消息中携带的指纹进行对比，若指纹相同，则说明是完整的。
将服务器公钥放在数字证书中，解决了冒充的风险
上文写到利用加密可以保证报文的机密性，这个过程中还有一个公钥信任的问题，如何保证公钥没有被修改呢？为了解决上述问题，可以使用由数字证书认证机构颁发的公开密钥认证证书，即CA认证。只要证书是可信的，那么公钥就是可信的。
HTTPS链接的建立过程
在HTTP协议中，建立连接后会立即发送请求报文，但是HTTPS还需要另外一个“握手”的过程，即TLS握手。TLS的握手过程如下图所示：
TLS通过两次往返（四个消息），完成了握手的过程。结合上图我们分析一下握手过程：
- 浏览器发送Client Hello消息，信息如下：
- 客户端支持的SSL/TLS版本号，如TLS1.2版本
- 支持的密码套件，如ECDHE
- 客户端产生的随机数C，用于生成后续的会话密钥
- 服务器收到Client Hello消息后，会发送Server Hello
- 确实SSL/TLS协议版本，如果浏览器不支持，则关闭加密通信
- 确认密码套件列表，选择最合适的加密算法，如ECDHE
- 服务器产生的随机数S，用于生成后续的会话密钥
- 服务端为了证明身份，把证书也发送给客户端
- 客户端回应，Client Key Exchange。客户端收到服务器的消息后，用浏览器或者系统中的CA公钥验证数字证书的真实性，如果证书没问题，客户端从数字证书中取出服务器的公钥，用其加密报文。
- 一个随机数，该随机数会被上面提到的服务器的公钥加密，以防被黑客破解。这个随机数加上上文生成的其他两个随机数，使用会话中约定的加密算法，会各自生成加密会话的主密钥。
- 加密通信算法改变通知，随后的信息都将用会话密钥加密通信
- Finished消息，结束通知。把之前所有发送的数据做一个摘要再加密一下，让服务器做验证
- 服务器的最后回应。
- 加密通信算法改变通知
- Finished消息，结束通知。把之前所有发送的数据做一个摘要再加密一下，让客户端做验证
常见面试题汇总
Q: 为什么需要证书？
A: 防止“中间人”攻击，确定会话双方的身份
Q: 使用 HTTPS还会被抓包吗？
A: 可以被抓包，只不过抓包后看不到明文，无法篡改
Q: HTTPS的加密过程是怎么样的？
A: 客户端向服务端索要并验证其公钥，用公钥对TLS握手过程中产生的随机数进行加密生成会话密钥，双方采用会话密钥进行加密通信。
Q: HTTPS 握手过程中，客户端如何验证证书的合法性
A: 数字证书包括序列号、用途、颁发者、有效时间、公钥，如果只是简单的将这些信息发送给浏览器，中间人可以很轻易的将公钥改成自己的公钥，解决办法就是使用数字签名。将证书的信息生成摘要，将摘要用CA的私钥进行加密，生成数字签名。服务器将数字证书和数字签名一同发送给浏览器，因为有数字签名，所以数字证书无法被中间人修改（修改后的话会导致摘要变了，数字签名实现了不可否认）。浏览器拿到数字证书，根据“证书链”去验证其可信度。
Q: 介绍下 HTTPS 中间人攻击
A: 在传输过程中截获篡改数据。CA证书可以解决中间人攻击的问题
