HTTPS 原理及单向认证和双向认证

HTTP

简介:
HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议,是互联网上使用最广泛的一种协议,所有WWW文件必须遵循的标准。HTTP协议传输的数据都是未加密的,也就是明文的,因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全。
使用TCP端口为:80

然而HTTP也有以下明显缺点:

  1. 通信使用明文,内容可能被窃听
  2. 不验证通信方的身份,因此有可能遭遇伪装
  3. 无法证明报文的完整性,所以有可能遭到篡改

HTTPS

Hyper Text Transfer Protocol Secure,安全的超文本传输协议,
HTTPS协议 = HTTP协议 + SSL/TLS协议

  • SSL的全称是Secure Sockets Layer,即安全套接层协议,是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。
  • TLS的全称是Transport Layer Security,即安全传输层协议。

使用TCP端口默认为443

SSL协议加密方式

SSL协议即用到了对称加密也用到了非对称加密(公钥加密),在建立传输链路时,SSL首先对对称加密的密钥使用公钥进行非对称加密,链路建立好之后,SSL对传输内容使用对称加密。

  • 1.对称加密
    速度高,可加密内容较大,用来加密会话过程中的消息。
  • 2.公钥加密
    加密速度较慢,但能提供更好的身份认证技术,用来加密对称加密的密钥。
1)非对称加密:密钥加密,只有公钥可以解密;公钥加密,只有密钥可以解密。
2)对称加密:对称加密只有一个密钥,用来加密和解密。

单向认证与双向认证

具体的流程图可以看:HTTPS 单向认证和双向认证

  • 单向认证
    Https在建立Socket连接之前,需要进行握手,具体过程如下:
    单向认证

1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。
2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息,同时也返回服务器端的证书,即公钥证书
3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性,包括:

  • 证书是否过期

  • 发型服务器证书的CA是否可靠

  • 返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名

  • 服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后,将继续进行通信,否则,终止通信
4、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案,供服务器端进行选择
5、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式。
6、服务器将选择好的加密方案通过明文方式返回给客户端
7、客户端接收到服务端返回的加密方式后,使用该加密方式生成产生随机码,用作通信过程中对称加密的密钥,使用服务端返回的公钥进行加密,将加密后的随机码发送至服务器
8、服务器收到客户端返回的加密信息后,使用自己的私钥进行解密,获取对称加密密钥。 在接下来的会话中,服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密,保证通信过程中信息的安全。

  • 双向认证
    双向认证和单向认证原理基本差不多,只是除了客户端需要认证服务端以外,增加了服务端对客户端的认证,具体过程如下:

    双向认证

    1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。

    2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息,同时也返回服务器端的证书,即公钥证书

    3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性,包括:

    • 证书是否过期
    • 发型服务器证书的CA是否可靠
    • 返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名
    • 服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后,将继续进行通信,否则,终止通信

4、服务端要求客户端发送客户端的证书,客户端会将自己的证书发送至服务端

5、验证客户端的证书,通过验证后,会获得客户端的公钥

6、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案,供服务器端进行选择

7、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式

8、将加密方案通过使用之前获取到的公钥进行加密,返回给客户端

9、客户端收到服务端返回的加密方案密文后,使用自己的私钥进行解密,获取具体加密方式,而后,产生该加密方式的随机码,用作加密过程中的密钥,使用之前从服务端证书中获取到的公钥进行加密后,发送给服务端

10、服务端收到客户端发送的消息后,使用自己的私钥进行解密,获取对称加密的密钥,在接下来的会话中,服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密,保证通信过程中信息的安全。

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