https方面知识的理解

eg756 9年前

开篇

相信程序猿们都有所了解https，就我个人而言一个月前我只知道https连接是安全的，加密了的，但是具体怎么加密的，证书是怎么认证的，为什么安全，我说不出来一二三。如果你跟我有一样的情况，那我们一起来探明它吧。

https连接过程

我们先来个简明概要的：

超简版

客户端（浏览器） -> 服务器（网站）： hello服务器，加密算法a,b,c，hash算法d,e,f，ssl版本x.x

服务器（网站） -> 客户端（浏览器）：选择a加密算法和e hahs算法，我的证书

客户端（浏览器）-> 服务器（网站）：hash值hash1，消息message1，加密了的随机数secret1

服务器（网站） ->客户端（浏览器）：hash值 hash2 消息message2

后续开始加密通信

看完之后，是不是啥也没懂，O(∩_∩)O哈哈~，不要急，接着看下更详细的，记得要跟上面的对比下：

详细版

客户端向服务器say hello

客户端（浏览器） -> 服务器（网站）：hello服务器，我支持a,b,c 加密算法和 d,e,f hash算法，支持ssl版本是 x.x。
服务器收到后，选择一组算法连带着证明自己的证书一并发送给客户端

服务器（网站） -> 客户端（浏览器）：我选择 a 加密算法和 e hash算法还有我的证书（表明公钥，有效期，拥有者，签名者 bla,bla）
客户端验证证书的合法性，生成一个随机数 123，将要发送的消息（hello）使用e hash算法，算好hash值 hash1 ，使用加密算法a ,用随机数加密要发送的消息（hello）得消息message1,用证书中的公钥加密随机数得 secret1。

客户端（浏览器）-> 服务器（网站）： hash值hash1，消息message1，加密了的随机数secret1
服务器用自己的私钥将secret1解密得随机数123，再使用随机数123通过加密算法a 解密消息message1得到hello，再通过算法e 算出消息hello的hash值 hash1，与传过来的hash值比对一致，正确。一致之后，服务器自己选择一条消息（hello,too）,使用hash算法e 算出hash值 hash2，使用随机数123加密消息（hello,too）得消息message2

服务器（网站） ->客户端（浏览器）：hash值 hash2 消息message2
验证成功

后续开始加密通信，使用的是随机数123和加密算法 a 来加密要通信的信息，并用hash算法 e 来计算要通信的信息

好了，大致通信就是这个过程，当然上述还有很多地方需要解释，只是想给大家一个宏观上的流程，之后我会一一列举解释的。

保护世界的算法-RSA算法
对称加密和hash算法
伪随机数，猜不透的伪随机
信任是根本-证书，CA认证

保护世界的算法-RSA算法

这个标题起的太霸气了，但对RSA来说真的是当之无愧。因为https的安全就是基于RSA算法不会被攻破的基础上的，如果以后RSA算法可以被攻破，那计算机的世界就没有安全可言了。算法原理我自己还没弄的十分懂，所以我就不班门弄斧了，我能理解的就是，RSA算法是一种非对称算法，什么又是非对称算法呢？就是加密和解密不用同一个密钥，分公钥和私钥，你用公钥加密只能用私钥才能解密，反之同理私钥加密只能用公钥解密。如果想了解原理，附上，阮一峰的网络日志-《RSA算法原理（一）》，话说解释的已经很好了，但是我还是没太懂o(╯□╰)o，数学真是捉急啊。

对称加密和hash算法

对称加密，相比于非对称加密就是，加密解密都需要同一个密钥，目前主流的有：DES、3DES、AES 等等。 hash算法，其实这个也好解释，像我们编程语言中都会有hash算法，最常用的就是hashcode方法，其实hash的本质就是摘取原信息的一部分来运算得到一个可以代表原信息的token串，当然hash算法都存在所谓的碰撞，hash的作用就是可以快速的来验证信息的相等或不等（虽然有一定的碰撞几率，但是在很多情况下可以忽略），比较有名的hash算法：MD4、MD5、SHA-1等等。

https中使用加密算法加密通信过程中信息，使用的密钥是浏览器和服务器都拥有的随机数，建立一次连接用一个随机数，而hash的用处就是来保证信息在这个过程中完整性以及不被替换。

伪随机数，猜不透的伪随机

java中的random相信大家都用过，那就是一种伪随机数。浏览器生成的伪随机数一定要达到近似的随机，否则被猜到每次生成的数那这https连接也就没有意义了。这里的随机数，在握手之后就用来浏览器和服务器的通信的密钥了，所以重要性可想而知。

信任是根本-证书，CA认证

最后，就是CA证书啦，这个我要多费点唾沫O(∩_∩)O~~。我们先回顾上述的https建立连接的过程，其中服务器端将一个证书发送给客户端，证书中包含公钥和所属的单位以及有效期。只有客户端信任了这个证书，我们才能进行下面的步骤。好关键的来了，首先这个证书是谁颁发的，我们怎么判断证书为合法的呢？

证书是CA颁发的，也就是认证机构，他们去负责验证网站的合法性以及给网站生成证书。CA也就是这个过程中的第三方，说到底我们还是需要无条件的去信任这个第三方，如果没有这个信任也就无从来判断信息的合法性了。

验证合法性，浏览器中都会内置CA机构的根证书，如图：

这些都是浏览器信任的根证书，服务器发过来的证书都是以根证书为基础的后续枝叶。这个还要说一下，通过根来验证后续的证书合法性的具体做法，也就是利用了RSA非对称加密，CA在颁发证书的时候用自己的私钥加密一条信息放在颁发的证书里，只有对应CA的公钥才能解密。我们来看看百度的https的证书

那么问题又来了（好问的小孩），如果浏览器没有内置某个认证机构的根证书呢？

如图：

这就是咱们大名鼎鼎的12306，哈哈，让我笑五分钟，收。浏览器内置的证书都是对机构高度信任的，像咱这个人家都不认的，这也是为了我们安全，如果我们手动把证书安装到浏览器中，以后12306随便签名一个证书，我们都会......。留下想象空间。

关键点

个人认为整个https通信中，有几处至关重要的点，也是我们平时自己网站需要注意的。

私钥：简直是忒重要了，要是让别人那到这个，那不就是想干啥干啥了，要是我一定锁到小金库中。整个https握手的过程中，私钥只使用了一次，之后就是用随机数当做密钥通信了。这样就算让你获取到了密钥，也只局限这一次，并且保证了私钥没有在网络中传输，大大提高了安全性。
随机数的生成方式：要是把浏览器的随机数生成方式，那任你什么算法，通通都没用了，所以随机数生成的方式是一个很大的课题啊。
证书，第三方，整个安全体系我们还是要取信任第三方，生活中也是这样，我们整个社会的经济也是建立在信用基础上的。但是我用程序猿的思维想象，如果我取得一个著名CA的控制权，我岂不是取得了互联网上大多数电脑的控制权？想想也挺爽的哈。

最后发言

本想把本文写的简单点，但是能力有限，又写成了一篇流水文了，抱歉抱歉。笔者花了大概三周的时间看了这方面的文章，感觉也学到了不少东西，就把自己所接受到的知识，转成直白点的话，叙述了一遍。文中如果有什么理解不对的地方，还望指出，帮助学习。

参考文章：

来自：http://my.oschina.net/OpenSourceBO/blog/488374