HTTPS
定义
在HTTP
之下增加的一个安全层,在应用层和传输层中间,用于保障HTTP
的加密传输。
HTTPS
连接过程
客户端请求建立
TLS
的连接。服务器发回给客户端证书。
客户端验证服务器证书。
客户端信任服务器后,使用非对称加密和服务器协商对称密钥。
使用对称密钥开始通信。
客户端请求建立TLS
连接(client hello
):
客户端会向服务器发送一个名为client hello
的字节,表示我想建立一个https
的连接,其中发送的数据还包含:
可选的
TLS
的版本
可选的加密套件
- 可选的对称加密算法
- 可选的非对称加密算法
- 可选的
hash
算法
客户端随机数1
发送给服务器后,服务器会从可选的TLS
版本中找到自己支持的版本。可选的加密套件中选择出自己支持的对称加密算法、非对称加密算法、hash
算法。客户端发送给服务器一个客户端随机数之后,服务器保留一份,客户端也保留一份。
服务器发出建立响应(server hello
):
服务器从客户端发送的TLS
版本,加密套件里面确定支持的版本和加密算法发送给客户端,并且服务器也会向客户端发送一个随机数2,同样服务器也保留一份。
服务器发送证书
证书的核心意义在于发送一个公钥。
其中证书包含下面这些信息:
- 证书
- 服务器公钥(用于加密通信)
- 服务器主机名
- 服务器地区
- 证书的签名(使用私钥对证书进行非对称加密)
- 证书签发机构的公钥(证书的签名的公钥)
用来解密证书签名,然后使用公钥对证书进行非对称加密(指纹或摘要)做对比。
- 签发机构的名字
- 签发机构的地区
但是证书的签发机构有可能是不安全的还需要发送:
- 证书签发机构公钥的签名
- 证书签发机构的签发机构的公钥
用来解密证书签发机构公钥的签名,然后使用公钥对证书签发机构的公钥进行非对称加密(指纹或摘要)作对比。
- 根证书的名字
- 根证书的地区
而证书签发机构的签发机构的公钥叫根证书。这个根证书是存在本地的,安卓设备可在设置->安全->信任
的凭据中找到。
上面的证书中还包含服务器主机名,这样保证了其他网站的拦截,因为主机名不一样,导致最后解密的证书的摘要也不一样。
客户端发送Pre-master secret
数据
客户端再次生成一个随机数,使用从服务中获得公钥进行加密发送给服务器,这个数据叫Pre-master secret
。
Pre-master secret
结合客户端最开始生成的随机数1和服务器发送过来的随机数2生成Master secret
,因为客户端和服务端都有客户端随机数服务端随机数和Pre-mastersecret
,所以双方都会生成Master secret
。
解析Master secret
Master secret
是进行加密通信的基础,而Master secret
又会生成四个数据
- 客户端加密密钥
- 服务端加密密钥
- 客户端
MAC secret
- 服务端
MAC serect
客户端和服务器互相发送消息时使用对称加密,客户端对服务器发送消息时使用客户端加密密钥进行加密,服务器使用客户端加密密钥进行解密。服务端对客户端发送消息使用服务端加密密钥加密,客户端接收到消息之后使用服务端的加密密钥进行解密。
其中的MAC secret
叫HMAC
:hash-based message authenticate code
, 比如:客户端发送内容,先对内容加上MAC secret
进行hash
算法,放在内容的后面再使用客户端的加密密钥进行加密,服务端接收到消息之后,先使用客户端的加密密钥进行解密,得到内容和内容加上MAC srecret
进行hash
后的值,服务器将内容加上服务端的MAC serect
后进行hash
后得到值和客户端发送过来的内容加上MAC srecret
进行hash
的值进行比较,这样既能比较内容是否完整是否被篡改又能校验消息发送方。服务器向客户端发送消息亦然。