前情提要
这一篇是深入理解HTTPS系列的终结篇了，下面会详细剖析HTTPS通信的全过程
以www.baidu.com网站为例，利用tcpdump和wireshark抓包来看一次HTTPS握手的全过程，以下是wireshark的抓包记录：
大致可以分为四个部分：
- 经典TCP三次握手：想必都很熟悉的老朋友SYNC、ACK
- TLS握手：下面会重点展开介绍。可以看到TLS握手中还是有很多的TCP ACK信息，TLSv1.2表示的是会话使用的TLS 1.2版本，这些信息本身底层都是TCP包
- TLS加密通信：图中显示的是明文 主要是在抓包过程中记录了会话主密钥 所以显示的是解密后的结果
- TCP/TLS挥手：和TCP经典四次挥手差不多
TLS握手
在上图中的TLS握手过程中，主要有以下几个INFO信息，这些其实也就是TLS协议中的内容。理解了这些协议过程，实际也就掌握了HTTPS通信握手过程
- Client Hello：客户端向服务端传递TLS协议版本、支持的密码套件列表以及随机数
其中，密码套件具体如下：
以TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 (0xc02f)为例，介绍下密码套件含义：
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- ECDHE：密钥协商算法，不清楚的同学可以查看系列之前的文章
- RSA：身份验证算法，一般验证服务端证书时采用的算法，即服务端证书的签名算法
- AES_128_GCM：密钥长度为128比特且迭代模式为GCM的对称加密算法
- SHA256：HMAC算法
- Server Hello：服务端协商密码套件
可以看到服务端协商出来的密码套件是TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 (0xc02f)
- Certificate：服务端传输自身的证书链给客户端，客户端需要进行验证
这里百度服务端传的是一条完整的证书链
- Server Key Exchange：该消息的作用主要是服务端向客户端传递动态参数，比如动态DH参数、ECC椭圆曲线参数等
本例中如上面的椭圆曲线选择。因为是明文传输的，为了防止消息被篡改，会包含一个签名信息
- Server Hello Done：这是一条空消息，目前是告知客户端“我已经发送了足够的消息了“，接下来你可以验证证书以及协商预备主密钥了
- Client Key Exchange：在接收到服务器的Server Hello Done消息后，客户端应该立刻发送该消息，该消息的主要作用就是协商出预备主密钥。
这里可以看到客户端发送的就是客户端生成的DH密钥对中，服务端这里就可以根据公钥计算出预备主密钥。
- Change Cipher Spec：通知对方后续的消息都需要进行TLS加密
- Finished：在握手协议中，所有的子消息没有加密和完整性保护，消息很容易被篡改，为了避免消息篡改，客户端和服务器端需要校验对方发送的Finished子消息，确保所有的握手消息没有被篡改
随后服务端也会依次发送Change Cipher Spec和Finished消息。一旦验证通过，握手环节就结束了，双方都可以根据握手过程中的信息计算中预备主密钥，从而计算出会话密钥了。
这里我们再将整个过程梳理一下：
抓包过程
感兴趣的同学可以自行利用tcpdump和Wireshark进行抓包分析，这里介绍下作者的抓包过程：
- 环境准备：在MAC电脑上安装tcpdump和wireshark
- 抓包准备：注意不要有其他的软件同时访问这个网址 否则数据量比较大 不好分析
sudo tcpdump -i any 'host www.baidu.com' -w 'baidu.https.pcap'
- 执行请求
# SSLKEYLOGFILE是期望保存密钥的文件路径 在Wireshark解密时需要
SSLKEYLOGFILE=./log curl 'https://www.baidu.com' -I
- 导入wiresahrk展示
点击File -> Open，打开刚刚的baidu.https.pcap抓包文件即可看到抓包数据了，如果想要解密数据，可以在Preference -> TLS中导入SSLKEYLOGFILE文件
总结
以上就是关于HTTPS的全部内容，这一篇也是系列的终篇，希望对大家有所帮助，同时也期待下一个全新系列的开启～
