HTTPS #2

Web业务层相关的，普通人在网上的一切行为活动，都可以归结为：向服务器发送信息或者接受来自服务器的信息。

本文主要收集HTTP与HTTPS的信息

不使用SSL/TLS的HTTP通信，就是不加密的通信。所有信息明文传播，带来了三大风险。
（1） 窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。
（2） 篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。
（3） 冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL（Secure Sockets Layer）/TLS（Transport Layer Security）协议是为了解决这三大风险而设计的，希望达到：
（1） 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
（2） 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
（3） 配备身份证书，防止身份被冒充。

过程：

1. 客户端先向浏览器发出加密通信的请求（ ClientHello ）。在这一布，客户端主要向服务器提供以下信息。

   • 支持的协议版本。（比如TLS1.0版本）
   • 客户端生成的随机数，用于生成“对话密钥”
   • 支持的加密方法
   • 支持的压缩方法

2. 服务器回应 ( ServerHello )

   • 确认使用的加密通信协议版本，比如 TLS1.0 版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
   • 一个服务器生成的随机数，用于生成对话密钥
   • 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密
   • 服务器证书

3. 客户端回应

   • 客户端收到服务器回应后，首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信
   • 向服务器发送以下三项消息
   • 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听
   • 编码改变同之，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法发送
   • 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验。

4. 服务器最后回应

   • 服务器接受到客户端的第三个随机数pre-master key 之后，计算生成本次会话的“会话密钥”。然后，向客户端最后发送下面的信息
   • 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送
   • 服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束了。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验

5. 整个握手阶段结束，接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的HTTP协议。不过会使用这次生成的“会话密钥” 加密内容。整个过程详见下图

参考

图解SSL/TLS协议
HTTPS explained with carrier pigeons
HTTPS的故事

FAQ

1. 为什么需要三个随机数
   首先，这三个随机数是用于生成对话密钥（对称密钥），问题在于SSL协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数。
2. HSTS
3. DH算法