HTTPS的工作原理

摘要: HTTPS的工作原理

目的

http就是我们平时浏览网页时候使用的一种协议（网站是以http://开头）。http协议传输的数据都是未加密的（明文），一次http协议传输隐私信息非常不安全。为了保证这些隐私数据能加密传输，出现了https，下面讨论一下https的工作原理：

概述

HTTPS在传输数据之前需要客户端（浏览器）与服务端（网站）之间进行一次握手，在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。

握手过程

1：浏览器将自己支持的一套加密规则发送给服务器。

2：服务器从中选出一组加密算法与HASH算法，并将自己的身份信息以证书的形式返回给浏览器。证书里面包含了网站地址，加密公钥，以及证书的颁发机构等信息。

3：浏览器获取证书后的操作：

3.1 验证证书的合法性（颁发证书的机构是否合法，证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等），如果证书受信任，则浏览器栏里面会显示一个小锁头，否则会给出证书不受信的提示。

3.2

3.2.1 如果证书受信任，或者是用户接受了不受信的证书，浏览器会生成一串"随机数明文"的密码。

3.2.2 使用证书中提供的公钥加密（非对称加密：RSA），生成"随机数密文"。

3.3

3.3.1 使用约定好的HASH计算握手消息（MD5），生成一个"浏览器生成验证字符串"（防止别人篡改消息）。

3.3.2 使用生成的"随机数明文"对消息进行加密（对称加密：3DES），生成"消息密文"。

3.3.3 最后将之前生成的所有信息（随机数密文/消息密文/浏览器生成验证字符串）等发送给服务器。

4：服务器接收浏览器发来的数据后的操作：

4.1

4.1.1 使用自己的私钥将"随机数密文"解密取出"随机数明文"（非对称解密：RSA）。

4.1.2 使用"随机数明文"解密浏览器发来的握手消息，生成"握手信息明文"（对称解密：3DES）。

4.1.3 使用约定好的HASH计算"握手消息明文"，验证是否与浏览器发来的一致。

4.2

4.2.1 使用约定好的HASH计算握手消息（MD5），生成一个"服务器生成验证字符串"（防止别人篡改消息）。

4.2.2 使用"随机数明文"加密一段握手消息，生成"消息密文"，发送给浏览器（消息密文/服务器生成验证字符串）。

5 浏览器再次接收后的操作：

5.1

5.1.1 使用"随机数明文"解密服务器发来的握手消息，生成"握手信息明文"（对称解密：3DES）。
5.1.2 使用约定好的HASH计算"握手消息明文"，验证是否与服务器发来的一致。
5.1.3 如果与服务端发来的HASH一致，此时握手过程结束，之后所有的通信数据将由之前"随机数明文"并利用对称加密算法（3DES）进行加密。

这里浏览器与网站互相发送加密的握手消息并验证，目的是为了保证双方都获得了一致的密码（RSA只有在握手时执行一次），并且可以正常的加密解密数据，为后续真正数据的传输做一次测试。

HTTPS一般使用的加密与HASH算法如下：
非对称加密算法：RSA，DSA/DSS
对称加密算法：AES，RC4，3DES
HASH算法：MD5，SHA1，SHA256

总结

非对称加密算法（RSA）用于在握手过程中加密生成的密码（随机数），对称加密算法（3DES）用于对真正传输的数据进行加密，而HASH算法（MD5）用于验证数据的完整性。