1、HTTPS是什么？

1.1、HTTPS的介绍

HTTPS简称：超文本传输安全协议（英语：HyperText Transfer Protocol Secure，缩写：HTTPS）；

HTTPS是基于HTTP上扩展出的一种安全的传输协议，在很早之前，HTTP的不安全为人所诟病，而一些金融领域，涉及到敏感信息的通信，HTTP已经远远不满足需求了，所以安全的传输协议已经迫在眉睫了；

HTTPS协议发明出来的主要目的就是保护互联网的传输过程中，保护数据的隐私和完整性，最开始是由网景公司（Netscape）在1994年首次提出的协议，后来就扩展到互联网上了；

1.2、HTTP的痛点

HTTP协议，是我们目前使用最多，也是最广泛的协议，几乎我们无时无刻不在使用着它，但是HTTP有一个致命的缺点，就是不能进行安全的传输；

网络的世界是很复杂的，如果有人想要窃取或者篡改某些你要传输的数据，那么在HTTP协议上是很容易出现的，比如登录、转账这些极其敏感的操作，如果不使用安全的传输协议，那么就很容易被不法分子所利用，导致损失惨重；

那么安全的传输协议也就自然而然的诞生了，而想保证安全性，那么加密这一块，是必不可少的，而HTTPS就是基于这些加密算法，来保证了安全传输；

1.3、HTTPS是怎么工作的？

HTTPS是基于HTTP的基础上进行工作的，通过加密协议对通信进行加密，该协议称之为传输层安全性（TLS），以前是被称作为SSL；

该协议通过协商密钥，以及验证身份的方式，来保证通信的双方数据不被获取到，以此来保证数据传输的安全性；

而这其中涉及到很多算法，比如哈希算法，对称加密算法，非对称加密算法，数字证书等相关知识；

接下来我们来一步步分解，深入探索；

2、什么是加密？

2.1、加密

将内容转换为无法识别的密文，这个过程就叫做加密；

比如有一串中文：我是祖国的花朵。

那么加密后可能就变成：HSUUI&&*768SASKD&7980%8SHOS%^$hUSHHD&6788

那么上面的那一串密文是无法直接读取过来的，必须要通过解密后，才可以看到内容；

而加密的方式有很多，这里就先讲讲几种主要使用的加密方式；

2.2、哈希

哈希算法是不可逆加密算法；

为啥叫不可逆呢？

因为加密后的内容是无法被转化为原来的内容的，那么到这里你是否会有疑问？

既然加密后不能转化为原来的内容，那么这个加密还有什么用呢？

不可逆加密的用途，大多都是用于数据校验，不可逆加密算法有一个很大的特点就是，和原内容强相关，什么意思呢？

就是说原内容，经过不可逆算法生成的值，是和原内容息息相关的，如果原内容被篡改了一个字符或者几个字符时，生成的值就和原来的大不相同了；

所以这种特点非常适合于传输过程中的数据校验，判断数据在传输过程中是否被篡改了；

但是并不能避免数据被篡改，只是可以洞察到这种被篡改的情况；

3、对称加密

3.1、什么是对称加密

对称加密，简而言之就加密和解密使用的密钥是一致的；

也就是说使用对称加密的双方，都持有相同的密钥，用于加密和解密；

下面我们从一张图里可以形象的看出对称加密算法加密解密的流程；

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对称加密中，有几种常见的数学算法，目的是为了让被加密的数据尽可能的复杂，避免被很容易的po解，那么常用的数学算法有哪些呢？

3.2、对称加密涉及的数学计算有哪些？

（1） 移位和循环移位
移位就是数码按照一定的顺序进行移动，比如有一段数码为12345678，那么其右移后变成23456781，左移后变成81234567；
（2）置换
将数码中的数据根据置换表，进行移位，移动后的数据会变得杂乱无章； 比如一段置换表为：2，4，1，5，3，6； 那么123456这个数据根据这个置换表，进行置换后，数据就变成了：315246；

当然我这里只是举例，实际的置换表有64位，远远比这个复杂；

（3）扩展

将数码中的数据扩展为比原来更长的数据，可以利用置换表进行扩展；

（4）压缩

将数码中的数据压缩为比原来更短的数据，同理可以利用置换表进行压缩；

（5）异或 为二进制布尔代数运算

（6）迭代

进行多次重复的运算，这在加密算法里很常见，可以让数据变得更复杂和更难以po解；

3.3、DES算法的工作原理

下面我们来分析一下最常见的对称加密算法DES，以及其对应的工作原理；

（1）：DES描述

DES算法全称为Data Encryption Standard，即数据加密算法，是IBM公司研发出来的对称加密算法，DES算法是典型的分组加密算法，也是应用最广泛的对称加密算法；

（2）：DES工作原理

先来看一张流程图：

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这里涉及太多复杂的操作，一时半会讲不完，这里就先缩略了，感兴趣的可以看看这位大佬写的文章：算法科普：神秘的 DES 加密算法

DES非对称加密算法是最为常见的分组加密算法，其核心在于置换与移位的数学运算，由于其加密算法是公开的，那么密钥的保密就非常的关键了，只要密钥泄露了，那么数据就会轻而易举的被po解了；

4、非对称加密

4.1、非对称加密是什么？

非对称加密，理解起来很简单，就是加密和解密的密钥不一样，正如这个名称所说的非对称；

下面我们以RSA非对称加密来举例；

非对称加密有两组密钥，一组为公钥，一组为私钥，这里为啥要组来称呼呢？ 这个与非对称加密的原理有关，请继续往下看！

非对称加密的密钥格式为（a，b），a和b可以为任何整数，比如公钥（1234，12），私钥（1234，34）这种；当然我这里只是举例，这里的公钥和私钥没有关联关系；

上面为啥要说我这里随便写的没有关联关系呢？因为公钥和私钥是一一对应的，也就是说用公钥加密的，只能用对应的私钥才能解开；

那么到这里你是否有疑问了，为什么非对称的加密和解密的秘钥不一致？而不和对称加密一样，通过算法可以加密和解密内容；

4.2、RSA非对称加密算法

下面我们来讲讲RSA的加密和解密算法；

假设我们加密的公钥为（n，e）；

5、数字证书

5.1、什么是数字签名？

刚看完非对称加密，接下来我们来看看数字签名；

在看下去之前，我们来思考一个问题，在通信的双方，如果发生了第三方攻击，也就是有黑客截取了主机A发送给主机B的数据，并且进行篡改后，在发送给主机B，而这时候主机B拿到的已经不是主机A发过去的原始数据了，数据已经被篡改了，那么我们怎么避免这种情况发生呢？

答案是：数字签名

那么这里可能会有疑问了？我使用非对称加密不就行了吗，第三方就算截取了我的数据，但是还是解密不了；

没错，非对称加密虽然可以防止被po解，但是还是不能防止被篡改，要是攻击者，把截取到的密文，修改了几个字符，那么接收者通过私钥解密后的内容就已经不是原来的内容了，所以这种方案还是不严谨；

我们先来看一下什么是数字签名？

数字签名其实就相当于人类的签名，数字签名就是通信的时候对数据进行签名，签名的作用就是通信的双方可以辨识该数据的身份，以免被伪造身份；

那么数字签名是怎么实现的呢？

假如正在通信的主机A和主机B，主机A持有私钥，主机B持有主机A的公钥；

首先，主机A使用Hash算法对数据生成一段摘要值，然后再用私钥对这个摘要值加密，并将这个摘要值附在数据后面，发送给主机B；

主机B接收到数据后，使用公钥对这个摘要进行解密，然后再使用Hash算法对数据生成摘要值，将生成的摘要值，和解密后的摘要值进行比较，如果一致，那么则认为该数据持有的人是对的人，而不是被假冒的第三方；

第一种情况，使用公钥加密，私钥解密：

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第二种情况，使用私钥加密，公钥解密：

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看到这里，你是否会有疑惑，这两种情况是否还存在风险呢？

假如第一种情况，公钥被别人盗取了，那么别人就可以用这个公钥来假冒身份进行通信，而通信的对方识别不出来；

第二种情况，私钥泄露了，那么同理别人也可以用这个私钥来假冒身份进行通信；

那么怎么解决以上这两种问题呢？

那么就轮到我们的主角登场了，那就是：数字证书；

5.2、数字证书

数字证书是什么？

说的通俗易懂的，数字证书其实就相当于身份证，用于证明你是你，而不是被别人冒充的你，而数字证书的作用，用于在服务器出示证书验证身份用的；

作用就是为了避免第三方攻击，也就是别人冒充你去和对方进行通信，在通信的时候起到鉴别身份的作用；

数字证书是怎么起到鉴别身份的作用呢？

数字证书是由一个权威机构颁发的，这个权威机构叫CA，英文全称：certificate authority，又被称为证书中心；

这个CA中心，类似于公安局那种权威机构，给我们办理的身份证就是权威的，其他机构可信任的；

而CA中心就是这种原理，颁发的证书，可以被浏览器和客户端所信任；

总结

HTTPS的实现原理

HTTPS的实现，等于HTTP+SSL，而SSL协议做的主要工作是，帮助通信的双方，建立起通信的安全通道，通过四次握手，进行身份验证，密钥协商等操作，让服务器与客户端通过对称加密算法进行数据的加密，然后通过非对称加密算法来进行数据的签名，保证数据的完整性，以此来达到安全传输的目的；

请看最后总结的流程图：

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从这里可以看出，最重要的一步，就是SSL协议，是HTTPS的基石；

那么到这里HTTPS相关的知识就已经讲完了，如果你有更好的观点，或者文中有哪些不合理的，都可以在评论区留言；

本文转自 https://juejin.cn/post/6854573206737518606，如有侵权，请联系删除。

最后

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一、面试合集

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