普通协议(HTTP)与安全协议(HTTPS)

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1、HTTP协议简介


HTTP协议(超文本传输协议HyperText Transfer Protocol)，它是基于TCP协议的应用层传输协议，简单来说就是客户端和服务端进行数据传输的一种规则。

HTTP协议属于应用层，建立在传输层协议TCP之上。客户端通过与服务器建立TCP连接，之后发送HTTP请求与接收HTTP响应都是通过访问Socket接口来调用TCP协议实现。


2、普通协议（HTTP）和安全协议（HTTPS）

HTTP 协议：是客户端浏览器或其他程序与Web服务器之间的应用层通信协议。

HTTPS 协议：可以理解为HTTP+SSL/TLS， 即 HTTP 下加入 SSL 层，HTTPS 的安全基础是 SSL，因此加密的详细内容就需要 SSL，用于安全的 HTTP 数据传输。



SSL（安全套接字层）：1994年为 Netscape 所研发，SSL 协议位于 TCP/IP 协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。

TLS（传输层安全）：其前身是 SSL，它最初的几个版本（SSL 1.0、SSL 2.0、SSL 3.0）由网景公司开发，1999年从 3.1 开始被 IETF 标准化并改名，发展至今已经有 TLS 1.0、TLS 1.1、TLS 1.2 三个版本。SSL3.0和TLS1.0由于存在安全漏洞，已经很少被使用到。TLS 1.3 改动会比较大，目前还在草案阶段，目前使用最广泛的是TLS 1.1、TLS 1.2。

3、加密算法


据记载，公元前400年，古希腊人就发明了置换密码；在第二次世界大战期间，德国军方启用了“恩尼格玛”密码机，所以密码学在社会发展中有着广泛的用途。

（1）对称加密
有流式、分组两种，加密和解密都是使用的同一个密钥。
例如：DES、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305等

（2）非对称加密
加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的，分别称为：
公钥、私钥，公钥和算法都是公开的，私钥是保密的。非对称加密算法性能较低，但是安全性超强，由于其加密特性，非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。
例如：RSA、DSA、ECDSA、 DH、ECDHE。

（3）哈希算法
将任意长度的信息转换为较短的固定长度的值，通常其长度要比信息小得多，且算法不可逆。
例如：MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-256 等。

（4）数字签名
签名就是在信息的后面再加上一段内容（信息经过hash后的值），可以证明信息没有被修改过。hash值一般都会加密后（也就是签名）再和信息一起发送，以保证这个hash值不被修改。


4、HTTP 访问过程



使用Wireshark工具抓取HTTP协议的数据包：



HTTP请求过程中，客户端与服务器之间没有任何身份确认的过程，数据全部明文传输，“裸奔”在互联网上，所以很容易遭到黑客的攻击，如下：



可以看到，客户端发出的请求很容易被黑客截获，如果此时黑客冒充服务器，则其可返回任意信息给客户端，而不被客户端察觉，所以我们经常会听到 一词“劫持”，现象如下：



所以 HTTP 传输面临的风险有：

• 窃听风险：黑客可以获知通信内容。
• 篡改风险：黑客可以修改通信内容。
• 冒充风险：黑客可以冒充他人身份参与通信。
  

5、HTTP 向 HTTPS 演化的过程

（1）为了防止上述现象的发生，人们想到一个办法：对传输的信息加密（即使黑客截获，也无法破解）



如上图所示，此种方式属于对称加密，双方拥有相同的密钥，信息得到安全传输，但此种方式的缺点是：

不同的客户端、服务器数量庞大，所以双方都需要维护大量密钥，维护成本很高。

因每个客户端、服务器的安全级别不同，密钥极易泄露。

（2）既然使用对称加密时，密钥维护这么繁琐，那我们就用非对称加密试试



如上图所示，客户端用公钥对请求内容加密，服务器使用私钥对内容解密，反之亦然，但上述过程也存在缺点：
公钥是公开的（也就是黑客也会有公钥），所以第 ④ 步私钥加密的信息，如果被黑客截获，其可以使用公钥进行解密，获取其中的内容。

（3）非对称加密既然也有缺陷，那我们就将对称加密，非对称加密两者结合起来，取其精华、去其糟粕，发挥两者的各自的优势。



如上图所示，第 ③ 步时，客户端说：（咱们后续回话采用对称加密吧，这是对称加密的算法和对称密钥）这段话用公钥进行加密，然后传给服务器，服务器收到信息后，用私钥解密，提取出对称加密算法和对称密钥后，服务器说：（好的）对称密钥加密。

后续两者之间信息的传输就可以使用对称加密的方式了。

遇到的问题：

客户端如何获得公钥
如何确认服务器是真实的而不是黑客
获取公钥与确认服务器身份



获取公钥
提供一个下载公钥的地址，回话前让客户端去下载。（缺点：下载地址有可能是假的；客户端每次在回话前都先去下载公钥也很麻烦）回话开始时，服务器把公钥发给客户端（缺点：黑客冒充服务器，发送给客户端假的公钥）

那有木有一种方式既可以安全的获取公钥，又能防止黑客冒充呢？ 那就需要用到终极武器了：SSL 证书（申购）



如上图所示，在第 ② 步时服务器发送了一个SSL证书给客户端，SSL 证书中包含的具体内容有：证书的发布机构CA、证书的有效期、公钥、证书所有者、签名。



（5）、所以通过发送SSL证书的形式，既解决了公钥获取问题，又解决了黑客冒充问题，一箭双雕，HTTPS加密过程也就此形成。
所以相比HTTP，HTTPS 传输更加安全

所有信息都是加密传播，黑客无法窃听。
具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
配备身份证书，防止身份被冒充。


小结

1、普通协议HTTP和安全协议HTTPS介绍。

2、加密算法

加密算法一般分为两种：

对称加密：加密与解密的密钥相同。以DES算法为代表；

非对称加密：加密与解密的密钥不相同。以RSA算法为代表；

对称加密强度非常高，一般破解不了，但存在一个很大的问题就是无法安全地生成和保管密钥，假如客户端和服务器之间每次会话都使用固定的、相同的密钥加密和解密，肯定存在很大的安全隐患。

在非对称密钥交换算法出现以前，对称加密一个很大的问题就是不知道如何安全生成和保管密钥。非对称密钥交换过程主要就是为了解决这个问题，使密钥的生成和使用更加安全。但同时也是HTTPS性能和速度严重降低的“罪魁祸首”。

HTTPS采用对称加密和非对称加密两者并用的混合加密机制，在交换密钥环节使用非对称加密方式，之后的建立通信交换报文阶段则使用对称加密方式。

3、安全协议HTTPS

HTTPS是基于SLL/TLS的HTTP协议。

HTTPS协议的主要功能基本都依赖于TLS/SSL协议，提供了身份验证、信息加密和完整性校验的功能，可以解决HTTP存在的安全问题。

SSL协议=>安全套接字层。
TLS协议=>传输层安全。

woshicp

很详细，我服务器用python搭建了一个socket用于和自己的电脑传送信息，结果我断开之后就有人尝试连接，还发送了get http1.0 。

wulin7523

学习 安全连接

qqyyh

谢谢！了解一下。

dongge666

不知为何我的做了https后就出各种问题

mlhqhj

谢谢分享，学习了

x65flasher

这个我要好好理解一下，谢谢

shubiao05

不错不错，辛苦

恋城兔子

感谢分享，协议这块一直晕头转向的，这个写的很详细，很受用！

zhishasanlei

讲得很详细，学习了，现在政府采购的网站大多数都是http的