为了获得更高的安全性，https使用的越来越多。你知道https对数据进行加密，但是有了加密就安全了吗？https是如何对数据进行加密的？运用了什么算法？什么是中间人攻击？中间人攻击和https有什么关系？对于以上灵魂拷问，你未必答的上来。
下面的文章将层层升入，带你解读上面的问题，搞懂https的本质原理
一、数据加密
https相较于http的优势在于数据加密，保证了数据在传输过程中的安全性。那么https是怎么对数据进行加密的呢？我们知道加密算法分成对称加密和非对称加密，我们先来解释一下何为对称加密和非对称加密
1、对称加密
即加密和解密使用同一个密钥，如AES。这种算法的优势是效率高，加解密速度快，但是密钥传输困难。
2、非对称加密
使用公私钥机制，用公钥对数据加密，私钥解密，通过公钥加密的数据只有私钥可以解密，如RSA。这种算法的优势是密钥传输简单，只需要保管好私钥，公钥可以任意传播。但是这种算法也存在加解密效率低，耗时长的问题。
3、密钥交换
为了即保证效率又便于传输，我们可以结合对称加密和非对称加密的优势，设计一种折中的方案，我们假设A要向B传输一段数据，其过程可概括如下：
3.1、B创建公私钥对
3.2、B将自己的公钥发送给A
3.3、A生成用于计算对称加密秘钥的随机数，并计算对称加密密钥
3.4、A通过公钥对随机数进行加密，并将密文传输给B
3.5、B通过私钥对密文解密，获得随机数，并计算对称加密密钥
3.6、A、B完成密钥交换，可通过对称加密算法进行数据传输
https使用了上面的密钥交换方案，A是通信中的客户端，B是通信中的服务端。
二、新的问题
这样看起来似乎很完美，但是足够安全吗？非也。让我们继续看下面的问题。
例1、中间人攻击
如上图，客户端（C）请求服务器（S），但由于某些原因发生了DNS劫持，S的域名在经过域名解析后解析成了错误的IP，即图中的MITM（M），导致后续所有请求都将发往M。M构造自己的公私钥对，将公钥发给C，C生成随机数通过公钥加密发给M，M通过私钥解密，这时M就获得了可以和C正常通信的秘钥。M再以正常身份和S建立连接，将C的请求转发给S，这样所有的数据都暴露给M，这就是我们常说的中间人攻击。
例2、钓鱼网站
举个例子，你在输入知乎的域名www.zhihu.com时，如果错误的打成了zihu.com，同时有些人出于恶意的目的做了一个和知乎一模一样的网站，并申请了zihu.com的域名。这个时候你完全察觉不到到，其实你访问的并不是真正的知乎，你的数据都将暴露给恶意网站。如果这种情况发生在金融领域，将造成更大的损失。
三、解决方案
针对上面的问题，我们还需要一种机制来验证服务器的身份，就好像我们的身份证一样，以确定我们正在访问的服务器是真实可信的，这种方案使用了数字签名技术。
3.1、数字签名
使用公私钥机制，用私钥对数据进行加密，公钥解密，如果能获得一致的明文，那么这段信息就是合法的，否则就是篡改或者冒充的。这里不难看出，数字签名和非对称加密刚好是相反的，非对称加密使用公钥加密，私钥解密。因为使用私钥加密，别人无法获得你的私钥，这样就无法生成你的签名信息，这样就可以验证这段数据确实是你发送的，并且没有经过篡改，更不可能是伪造的。
三、CA证书
CA证书是由CA（Certificate Authority）机构颁发的证明，它包含了公钥、公钥拥有者名称（签发对象）、数字签名、有效期、授权中心名称（签发者）、证书序列号等信息。数字证书是个人或企业在网络上的身份证，它把上面说到的加密和签名整合到了一起。
1、证书是如何签发的？
1.1、通过非对称加密算法生成一对公私钥。
1.2、生成证书基本信息，包括签发者ID，签发对象，有效期，证书序列号等
1.3、将第一步生成的公钥和第二部生成的证书基本信息（简称P），通过hash算法生成hash值H，然后使用签发机构的私钥（注意：这里是签发机构的私钥，不是第一步生成的私钥）对H进行加密，得到签名信息S，这个步骤称为签名。然后将P，S连成一个文件，这个文件就是所谓的数字证书了。所以完整的数字证书，至少应该包括证书持有者的身份信息，证书信息，证书持有人的公钥，以及用于校验证书合法性防止被冒充的签名信息。
2、客户端是怎么校验证书合法性的？
前面我们我们已经知道，证书合法性是通过证书签名来保证的，客户端在获取到服务端的CA证书后，会拿到其中的签名信息和签发机构ID，从本机的可信任证书列表中拿到签发机构的公钥，通过公钥对签名信息进行解密得到hash值H1，同时，计算明文的hash值H2，H1和H2如果相等，则说明证书合法，如果不相等，则证书不合法，因为其他组织没有签发机构的私钥，不可能生成签名信息
四、https的请求过程
下面，我们对https的请求过程进行一个完整的总结。任何启用了https的网站都需要向CA权威机构申请证书，证书是CA机构颁发给网站的身份凭证，网站的真实可靠由CA机构的信用担保。权威的CA机构数量是有限的，浏览器只会信任几家具有资质的权威机构颁发的证书，通过校验证书的数字签名来确保证书是否合法。如果合法，则通过密钥交换流程，进行密钥交换，不合法则提示告警
1、证书验证
1.1、浏览器向服务器发起https请求
1.2、服务器返回https证书
1.3、浏览器校验https证书是否合法，如果不合法则提示告警
2、数据传输
以下数据传输的过程是在证书校验合法的前提下
2.1、客户端在本地生成随机数
2.2、通过第一步获取的公钥对随机数进行加密
2.3、服务端通过私钥对随机数进行解密，服务端获取到随机数
2.4、客户端和服务端通过随机数计算密钥，完成密钥交换，正常通信
