HTTPS协议与原理

《HTTPS协议与原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、HTTPS协议和原理2015/05/05-IT技术–HTTP,HTTPS,安全,百度1前言百度已经于近日上线了全站HTTPS的安全搜索，默认会将HTTP请求跳转成HTTPS。本文重点介绍HTTPS协议,并简单介绍部署全站HTTPS的意义。2HTTPS协议概述HTTPS可以认为是HTTP+TLS。HTTP协议大家耳熟能详了，目前大部分WEB应用和网站都是使用HTTP协议传输的。TLS是传输层加密协议，它的前身是SSL协议，最早由netscape公司于1995年发布，1999年经过IETF讨论和规范后，改名为TLS。如果

2、没有特别说明，SSL和TLS说的都是同一个协议。HTTP和TLS在协议层的位置以及TLS协议的组成如下图：图1TLS协议格式TLS协议主要有五部分：应用数据层协议，握手协议，报警协议，加密消息确认协议，心跳协议。TLS协议本身又是由record协议传输的，record协议的格式如上图最右所示。目前常用的HTTP协议是HTTP1.1，常用的TLS协议版本有如下几个：TLS1.2,TLS1.1,TLS1.0和SSL3.0。其中SSL3.0由于POODLE攻击已经被证明不安全，但统计发现依然有不到1%的浏览器使用SSL3.

3、0。TLS1.0也存在部分安全漏洞，比如RC4和BEAST攻击。TLS1.2和TLS1.1暂时没有已知的安全漏洞，比较安全，同时有大量扩展提升速度和性能，推荐大家使用。需要关注一点的就是TLS1.3将会是TLS协议一个非常重大的改革。不管是安全性还是用户访问速度都会有质的提升。不过目前没有明确的发布时间。同时HTTP2也已经正式定稿，这个由SPDY协议演化而来的协议相比HTTP1.1又是一个非常重大的变动，能够明显提升应用层数据的传输效率。3HTTPS功能介绍百度使用HTTPS协议主要是为了保护用户隐私，防止流量劫持

4、。HTTP本身是明文传输的，没有经过任何安全处理。例如用户在百度搜索了一个关键字，比如“苹果手机”，中间者完全能够查看到这个信息，并且有可能打电话过来骚扰用户。也有一些用户投诉使用百度时，发现首页或者结果页面浮了一个很长很大的广告，这也肯定是中间者往页面插的广告内容。如果劫持技术比较低劣的话，用户甚至无法访问百度。这里提到的中间者主要指一些网络节点，是用户数据在浏览器和百度服务器中间传输必须要经过的节点。比如WIFI热点，路由器，防火墙，反向代理，缓存服务器等。在HTTP协议下，中间者可以随意嗅探用户搜索内容，窃取隐

5、私甚至篡改网页。不过HTTPS是这些劫持行为的克星，能够完全有效地防御。总体来说，HTTPS协议提供了三个强大的功能来对抗上述的劫持行为：1，内容加密。浏览器到百度服务器的内容都是以加密形式传输，中间者无法直接查看原始内容。2，身份认证。保证用户访问的是百度服务，即使被DNS劫持到了第三方站点，也会提醒用户没有访问百度服务，有可能被劫持。3，数据完整性。防止内容被第三方冒充或者篡改。那HTTPS是如何做到上述三点的呢？下面从原理角度介绍一下。4HTTPS原理介绍4.1内容加密加密算法一般分为两种，对称加密和非对称加密

6、。所谓对称加密（也叫密钥加密）就是指加密和解密使用的是相同的密钥。而非对称加密（也叫公钥加密）就是指加密和解密使用了不同的密钥。图2对称加密图3非对称加密对称内容加密强度非常高，一般破解不了。但存在一个很大的问题就是无法安全地生成和保管密钥。假如客户端软件和服务器之间每次会话都使用固定的，相同的密钥加密和解密，肯定存在很大的安全隐患。如果有人从客户端获取到了对称密钥，整个内容就不存在安全性了，而且管理海量的客户端密钥也是一件很复杂的事情。非对称加密主要用于密钥交换（也叫密钥协商），能够很好地解决这个问题。浏览器和服务

7、器每次新建会话时都使用非对称密钥交换算法协商出对称密钥，使用这些对称密钥完成应用数据的加解密和验证，整个会话过程中的密钥只在内存中生成和保存，而且每个会话的对称密钥都不相同（除非会话复用），中间者无法窃取。非对称密钥交换很安全，但同时也是HTTPS性能和速度严重降低的“罪魁祸首”。想要知道HTTPS为什么影响速度，为什么消耗资源，就一定要理解非对称密钥交换的整个过程。下面重点介绍一下非对称密钥交换的数学原理及在TLS握手过程中的应用。4.1.1非对称密钥交换在非对称密钥交换算法出现以前，对称加密一个很大的问题就是不知

8、道如何安全生成和保管密钥。非对称密钥交换过程主要就是为了解决这个问题，使得对称密钥的生成和使用更加安全。密钥交换算法本身非常复杂，密钥交换过程涉及到随机数生成，模指数运算，空白补齐，加密，签名等操作。常见的密钥交换算法有RSA，ECDHE，DH，DHE等算法。它们的特性如下：·RSA：算法实现简单，诞生于1977年，历史悠久，经过了长时间的破解