HTTP 和 HTTPS 深度解读

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http 是无状态的超文本传输协议,连接简单,信息是明文传输,端口为 80。

https 协议是由 http+ss 协议构建的可进行加密传输、身份认证的具有安全性网络协议,端口是 443

优缺点

https 有加密认证相对于 http 安全一些

https 因为需要进行加密解密等过程,因此速度会更慢;

HTTP (HyperText Transfer Protocol),即超文本运输协议,是实现网络通信的一种规范

在计算机和网络世界有,存在不同的协议,如广播协议、寻址协议、路由协议等等......

HTTP是一个传输协议,即将数据由 A 传到 B 或将 B 传输到 A,并且 A 与 B 之间能够存放很多第三方,如: A<=>X<=>Y<=>Z<=>B

传输的数据并不是计算机底层中的二进制包,而是完整的、有意义的数据,如 HTML 文件, 图片文件, 查询结果等超文本,能够被上层应用识别

在实际应用中,HTTP常被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息,以明文方式发送内容,不提供任何方式的数据加密

特点如下:

  • 支持客户/服务器模式
  • 简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。由于 HTTP 协议简单,使得 HTTP 服务器的程序规模小,因而通信速度很快
  • 灵活:HTTP 允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由 Content-Type 加以标记
  • 无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间
  • 无状态:HTTP 协议无法根据之前的状态进行本次的请求处理

HTTP传递信息是以明文的形式发送内容,这并不安全。而HTTPS出现正是为了解决HTTP不安全的特性

为了保证这些隐私数据能加密传输,让HTTP运行安全的SSL/TLS协议上,即 HTTPS = HTTP + SSL/TLS,通过 SSL证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信进行加密

SSL 协议位于TCP/IP 协议与各种应用层协议之间,浏览器和服务器在使用 SSL 建立连接时需要选择一组恰当的加密算法来实现安全通信,为数据通讯提供安全支持

  • 首先客户端通过 URL 访问服务器建立 SSL 连接

  • 服务端收到客户端请求后,会将网站支持的证书信息(证书中包含公钥)传送一份给客户端

  • 客户端的服务器开始协商 SSL 连接的安全等级,也就是信息加密的等级

  • 客户端的浏览器根据双方同意的安全等级,建立会话密钥,然后利用网站的公钥将会话密钥加密,并传送给网站

  • 服务器利用自己的私钥解密出会话密钥

  • 服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信

  • HTTPS 是 HTTP 协议的安全版本,HTTP 协议的数据传输是明文的,是不安全的,HTTPS 使用了 SSL/TLS 协议进行了加密处理,相对更安全

  • HTTP 和 HTTPS 使用连接方式不同,默认端口也不一样,HTTP 是 80,HTTPS 是 443

  • HTTPS 由于需要设计加密以及多次握手,性能方面不如 HTTP

  • HTTPS 需要 SSL,SSL 证书需要钱,功能越强大的证书费用越高

HTTP在通信过程中,存在以下问题:

  • 通信使用明文(不加密),内容可能被窃听
  • 不验证通信方的身份,因此有可能遭遇伪装

HTTPS的出现正是解决这些问题,HTTPS是建立在SSL之上,其安全性由SSL来保证

在采用SSL后,HTTP就拥有了HTTPS的加密、证书和完整性保护这些功能

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接字协议),及其继任者传输层安全(Transport Layer Security,TLS)是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议

SSL的实现这些功能主要依赖于三种手段:

  • 对称加密:采用协商的密钥对数据加密
  • 非对称加密:实现身份认证和密钥协商
  • 摘要算法:验证信息的完整性
  • 数字签名:身份验证

对称加密

对称加密指的是加密和解密使用的秘钥都是同一个,是对称的。只要保证了密钥的安全,那整个通信过程就可以说具有了机密性

非对称加密

非对称加密,存在两个秘钥,一个叫公钥,一个叫私钥。两个秘钥是不同的,公钥可以公开给任何人使用,私钥则需要保密

公钥和私钥都可以用来加密解密,但公钥加密后只能用私钥解 密,反过来,私钥加密后也只能用公钥解密

混合加密

HTTPS通信过程中,采用的是对称加密+非对称加密,也就是混合加密

在对称加密中讲到,如果能够保证了密钥的安全,那整个通信过程就可以说具有了机密性

HTTPS采用非对称加密解决秘钥交换的问题

具体做法是发送密文的一方使用对方的公钥进行加密处理“对称的密钥”,然后对方用自己的私钥解密拿到“对称的密钥”

这样可以确保交换的密钥是安全的前提下,使用对称加密方式进行通信

网站秘密保管私钥,在网上任意分发公钥,你想要登录网站只要用公钥加密就行了,密文只能由私钥持有者才能解密。而黑客因为没有私钥,所以就无法破解密文

上述的方法解决了数据加密,在网络传输过程中,数据有可能被篡改,并且黑客可以伪造身份发布公钥,如果你获取到假的公钥,那么混合加密也并无多大用处,你的数据扔被黑客解决

因此,在上述加密的基础上仍需加上完整性、身份验证的特性,来实现真正的安全,实现这一功能则是摘要算法

实现完整性的手段主要是摘要算法,也就是常说的散列函数、哈希函数

可以理解成一种特殊的压缩算法,它能够把任意长度的数据“压缩”成固定长度、而且独一无二的“摘要”字符串,就好像是给这段数据生成了一个数字“指纹”

摘要算法保证了“数字摘要”和原文是完全等价的。所以,我们只要在原文后附上它的摘要,就能够保证数据的完整性

比如,你发了条消息:“转账 1000 元”,然后再加上一个 SHA-2 的摘要。网站收到后也计算一下消息的摘要,把这两份“指纹”做个对比,如果一致,就说明消息是完整可信的,没有被修改

数字签名

数字签名能确定消息确实是由发送方签名并发出来的,因为别人假冒不了发送方的签名

原理其实很简单,就是用私钥加密,公钥解密

签名和公钥一样完全公开,任何人都可以获取。但这个签名只有用私钥对应的公钥才能解开,拿到摘要后,再比对原文验证完整性,就可以像签署文件一样证明消息确实是你发的

总结:

可以看到,HTTPSHTTP虽然只差一个SSL,但是通信安全得到了大大的保障,通信的四大特性都以解决,解决方式如下:

  • 机密性:混合算法
  • 完整性:摘要算法
  • 身份认证:数字签名
  • 不可否定:数字签名

同时引入第三方证书机构,确保公开秘钥的安全性