HTTP和HTTPS

计算机通信原理

互联网的关键技术就是TCP/IP协议。两台计算机之间的通信是通过TCP/IP协议在因特网上进行,实际上这个是两个协议。

TCP:传输控制协议

TCP主要用于应用程序之间的通信,使用TCP时,TCP负责将数据分割并装入IP包,然后在它们到达的时候进行重组。
TCP确保数据包以正确的次序到达,并尝试确认数据包的内容没有改变,TCP在IP地址上引端口,它运行计算机通过网络提供各种服务,一些端口号为不同的服务保留,而且这些端口号是众所周知的。

IP:网际协议

IP协议主要用来计算机之间的通信,每台计算机都有一个IP用来在Internet上标识这台计算机。IP负责在因特网上发送和接收数据包。通过IP,消息(或者其他数据)并分割为小的独立的包,并通过因特网在计算机之间进行传送,IP负责将包路由至它的目的地。

IP协议仅仅允许计算机相互发送消息,并不检查消息是否以发送的次序到达而且没有损坏(只检查关键的头数据),为了提高消息的检验功能,直接在IP协议上设计了传输控制协议TCP

http协议

超文本传输协议,是一个基于TCP实现的应用层协议。
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HTTP由请求和响应构成,是一个标准的客户端服务器模型(B/S)。HTTP协议永远都是客户端发起请求,服务器回送响应。见下图:
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HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机(Web浏览器)和服务器之间不需要建立持久的连接,这意味着当一个客户端向服务器端发出请求,然后服务器返回响应(response),连接就被关闭了,在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机(浏览器)向服务器发送请求,服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。

一般情况下,一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据,它就要关闭TCP连接,然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码

Connection:keep-alive

TCP连接在发送后将仍然保持打开状态,于是,浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间,还节约了网络带宽。

https协议

超文本传输安全协议

HTTP+SSL/TLS, 即 HTTP 下加入 SSL 层,HTTPS 的安全基础是 SSL,因此加密的详细内容就需要 SSL,用于安全的 HTTP 数据传输。
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加密算法

1、对称加密
有流式、分组两种,加密和解密都是使用的同一个密钥。

2、非对称加密
加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的,分别称为:公钥、私钥,公钥和算法都是公开的,私钥是保密的。非对称加密算法性能较低,但是安全性超强,由于其加密特性,非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。

3、哈希算法
将任意长度的信息转换为较短的固定长度的值,通常其长度要比信息小得多,且算法不可逆。

4、数字签名
签名就是在信息的后面再加上一段内容(信息经过hash后的值),可以证明信息没有被修改过。hash值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送,以保证这个hash值不被修改。

为什么出现https协议

http在进行访问的过程中,客户端和服务器之间没有任何的身份确认的过程,数据全部明文传输,很容易遭到黑客的攻击,黑客劫持到包后伪装服务器向客户端进行响应,客户端完全察觉不到

所以 HTTP 传输面临的风险有:
(1) 窃听风险:黑客可以获知通信内容。
(2) 篡改风险:黑客可以修改通信内容。
(3) 冒充风险:黑客可以冒充他人身份参与通信


HTTP 向 HTTPS 演化的过程

为了防止上述现象的发生,人们想到对传输的信息进行加密(截获也无法破解)
方案一
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此种方式属于对称加密,双方拥有相同的密钥,信息得到安全传输,但此种方式的缺点是:
(1)不同的客户端、服务器数量庞大,所以双方都需要维护大量的密钥,维护成本很高
(2)因每个客户端、服务器的安全级别不同,密钥极易泄露

方案二
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此种方式属于非对称加密,客户端用公钥对请求内容加密,服务器使用私钥对内容解密,反之亦然,,但此种方式的缺点是:
(1)公钥是公开的(也就是黑客也会有公钥),所以第 ④ 步私钥加密的信息,如果被黑客截获,其可以使用公钥进行解密,获取其中的内容

方案三
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非对称加密既然也有缺陷,那我们就将对称加密,非对称加密两者结合起来,取其精华、去其糟粕,发挥两者的各自的优势

(1)第 ③ 步时,客户端说:(咱们后续会话采用对称加密吧,这是对称加密的算法和对称密钥)这段话用公钥进行加密,然后传给服务器
(2)服务器收到信息后,用私钥解密,提取出对称加密算法和对称密钥后,服务器说:(好的)对称密钥加密
(3)后续两者之间信息的传输就可以使用对称加密的方式了

遇到的问题:
(1)客户端如何获得公钥
(2)如何确认服务器是真实的而不是黑客

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1、获取公钥
(1)提供一个下载公钥的地址,回话前让客户端去下载。(缺点:下载地址有可能是假的;客户端每次在回话前都先去下载公钥也很麻烦)
(2)回话开始时,服务器把公钥发给客户端(缺点:黑客冒充服务器,发送给客户端假的公钥)
2、那有木有一种方式既可以安全的获取公钥,又能防止黑客冒充呢? 那就需要用到终极武器了:SSL 证书(申购

方案四
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如上图所示,在第 ② 步时服务器发送了一个SSL证书给客户端,SSL 证书中包含的具体内容有:
(1)证书的发布机构CA
(2)证书的有效期
(3)公钥
(4)证书所有者
(5)签名
………
3、客户端在接受到服务端发来的SSL证书时,会对证书的真伪进行校验,以浏览器为例说明如下:
(1)首先浏览器读取证书中的证书所有者、有效期等信息进行一一校验
(2)浏览器开始查找操作系统中已内置的受信任的证书发布机构CA,与服务器发来的证书中的颁发者CA比对,用于校验证书是否为合法机构颁发
(3)如果找不到,浏览器就会报错,说明服务器发来的证书是不可信任的。
(4)如果找到,那么浏览器就会从操作系统中取出 颁发者CA 的公钥,然后对服务器发来的证书里面的签名进行解密
(5)浏览器使用相同的hash算法计算出服务器发来的证书的hash值,将这个计算的hash值与证书中签名做对比
(6)对比结果一致,则证明服务器发来的证书合法,没有被冒充
(7)此时浏览器就可以读取证书中的公钥,用于后续加密了
4、所以通过发送SSL证书的形式,既解决了公钥获取问题,又解决了黑客冒充问题,一箭双雕,HTTPS加密过程也就此形成
所以相比HTTP,HTTPS 传输更加安全
(1) 所有信息都是加密传播,黑客无法窃听。
(2) 具有校验机制,一旦被篡改,通信双方会立刻发现。
(3) 配备身份证书,防止身份被冒充。

Last modification:June 6th, 2019 at 04:32 pm
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