概述HTTPS的全称是安全超文本传输??协议（SecureHypertextTransferProtocol），是客户端计算机和服务器之间交换信息的安全通信通道。它使用安全套接字层进行信息交换。简单的说，它是HTTP的安全版本，是一种使用TLS/SSL加密的HTTP协议。HTTPS=HTTP+TLS/SSLHTTP协议采用明文传输信息，存在信息窃听、信息篡改和信息劫持的风险，而TLS/SSL协议具有认证、信息加密和完整性验证等功能，可以避免此类问题。.TLS的全称是TransportLayerSecurity（安全传输层协议），前身是SSL，所以现在统称为TLS/SSL。它是介于TCP和HTTP之间的一层安全协议，不影响原有的TCP协议和HTTP协议，所以使用HTTPS基本上不需要对HTTP页面做太多修改。TCP/IP四层模型中应用的结构如下：TLS/SSL原理TLS/SSL的功能实现主要依赖于三类基本算法：散列函数（Hash）、对称加密和非对称加密。它使用非对称加密实现身份认证和密钥协商，对称加密算法使用协商的密钥加密数据，并基于哈希函数验证信息的完整性。TLS/SSL=AsymmetricEncryption+SymmetricEncryption+HashAlgorithm非对称加密加密和解密使用不同的密钥加密算法，也称为公私钥加密。密钥成对出现，一般称为公钥（publickey）和私钥（privatekey）。用公钥加密的信息只能用私钥解密，用私钥加密的信息只能用公钥解密。即服务端持有私钥，客户端持有公钥。客户端要发送的信息经过公钥加密后传给服务器，服务器用私钥解密得到明文信息。特点：可实现一对多通信；保密性比较好，只需要传输公钥，私钥被劫持的概率很低；安全性高，保密性保证了私钥的安全，所以安全性只依赖于算法本身；计算复杂且加密速度慢。在TLS/SSL中，非对称加密只用于“身份认证”和“密钥协商”，不用于后续的文本数据传输，是安全和性能的折衷。对称加密加密和解密使用相同的密钥加密算法。即客户端和服务器持有的密钥相同，客户端要发送的信息经过密钥加密后再传给服务器，服务器用相同的密钥解密得到明文信息。特点：通讯方式为一对一。为了足够安全，服务端在与N个客户端通信时，需要维护N条密码记录；安全不仅取决于加密算法本身，密钥管理的安全性更为重要；计算量小，加密速度快，加密效率高；没有撤销和修改密钥的机制。在TLS/SSL中，对称加密的密钥是通过非对称加密的“密钥协商”生成的，最大程度保证了密钥的安全性。由于其效率高，这种加密方法被用于文本数据传输。哈希函数（Hash）是将任意长度的消息压缩成固定长度的消息摘要的函数，常用于防止信息篡改和验证数据完整性。特点：单向不可逆；对输入非常敏感，即一点点的输入变化都会导致不同的结果；输出长度是固定的。在信息传输过程中，仅靠哈希函数无法实现信息的防篡改，因为明文传输后中间人可以修改信息并重新计算信息摘要，所以需要对传输的信息和信息摘要进行加密.在TLS/SSL中，最后一步“密钥协商”和文本信息的传输，都会携带经过哈希函数计算出的信息摘要，经过对称加密后传输，以验证完整性。PKI体系中非对称加密的隐患如前所述，“认证”和“密钥协商”是TLS/SSL的基本功能，所需前提是合法的服务器持有相应的私钥。但是，非对称加密算法不能保证服务器身份的合法性，因为公钥不包含服务器的信息。假设出现以下情况：客户端C与服务器S通信，中间节点M拦截了它们之间的通信；节点M自己计算生成一对公钥pub_M和私钥pri_M；当C向S请求公钥时，M将自己的公钥pub_M发送给C；C使用公钥pub_M加密的数据可以被M解密，因为M有对应的私钥pri_M，C不能根据公钥信息判断服务器的身份，所以C和M之间的关系是“可信的”"已建立加密连接。如图所示，中间节点M与服务器S之间建立了合法的连接，因此C与S之间的通信完全受控于M，M可以对信息进行窃听、篡改等操作。这种类型的攻击称为“中间人攻击”。.身份验证CA和证书要解决上述隐患，关键是要保证获取公钥的方式是合法的，并且能够验证服务器的身份信息。为此，有必要引入权威的第三方机构CA。CA的全称是CertificateAuthority（证书颁发机构），负责验证公钥所有者的信息，颁发认证“证书”，为用户提供证书验证服务，即PKI系统。证书=公钥+申请者和颁发者信息+有效时间+域名信息+签名CA认证过程如下：客户端会内置可信CA证书信息（包括公钥），如果CA不可信，则不相应CA的证书，该证书也将被判定为非法。也可以这么理解，网站有几万个，浏览器厂商没有办法一一认证，所以就和CA合作，维护一个CA列表。只要该网站经过该列表中CA的认证，该网站的证书就可以信任。TLS/SSL握手过程TLS/SSL握手过程就是所谓的HTTPS四次握手（没有证书验证步骤）。1、客户端发起请求，以明文形式传输请求信息，包括版本信息、密码套件候选列表、压缩算法候选列表、随机数random_C（明文）、扩展字段等信息。2、服务器返回协商信息结果、随机数random_S（明文）、证书链等。3、验证证书，包括证书的可信度和有效性，可能需要联系CA。4.分为四步：client_key_exchange：客户端计算生成一个随机数Pre-master，用证书公钥加密，发送给服务器；客户端计算协商密钥enc_key（即对称加密密钥）；change_cipher_spec：客户端通知服务器，后续通信将使用协商好的通信密钥和加密算法进行加密通信；encrypted_handshake_message：结合之前所有通信参数的hash值和其他相关信息生成一条数据，使用协商密钥enc_key加密，然后发送给服务器进行数据和握手验证；5、细分为四步：服务端使用私钥解密Pre-master，根据random_C、random_S和Pre-master计算出协商密钥enc_key；计算之前收到的所有信息的哈希值，然后对客户端发送的encrypted_handshake_message进行解密，验证数据和密钥的正确性；change_cipher_spec：验证通过后，服务端也发送change_cipher_spec通知客户端，后续通信将使用协商好的密钥和算法加密通信；encrypted_handshake_message：服务端也结合当前所有的通信参数信息，生成一条数据，用协商密钥enc_key加密后发送给客户端；6、握手结束后，开始使用协商密钥enc_key进行对称加密通信（包括完成哈希性别验证）。示意图如下：HTTPS使用成本、证书费用、维护更新。正规CA颁发的证书一般需要付费购买，到期后需要续费。在之前的握手过程中增加了访问延迟分析。一次完整的握手需要两端之间至少来回两次通信，这会增加至少2RTT的延迟。会话缓存用于多路复用连接，延迟至少1RTT。大量消耗CPU资源的加密和解密消耗性能。前面也提到了非对称加密的特点，所以会成为性能瓶颈。HTTPS优化TLSFalseStart在TLS/SSL协商的第二阶段，即浏览器生成最后一个随机数并用公钥加密发送给服务器后，立即发送加密后的应用层数据，无需等待服务器的确认。SessionIdentifier（会话标识符）如果一个用户的业务请求中包含多个加密流，客户端和服务器要反复握手，这肯定会导致更多的时间损失。或者一些特殊情况导致会话中断，需要重新握手。服务器为每个会话生成并记录一个sessionId，并将其发送给客户端。客户端重连时只需要提供这个id，不需要重摇。OCSPStaplingOCSP代表在线证书状态协议。Web服务器定期向OCSP服务器查询证书状态，获取带有时间戳和签名的OCSP响应并将其缓存。当客户端发起请求时，Web服务器将在TLS握手期间将响应发送给客户端。（谷歌浏览器默认只使用内置列表检查，所以这个优化对谷歌无效）HSTS（HTTPStrict-Transport-Security）是一个消息头字段，告诉浏览器当前域名（及其子域名）)应该强制使用HTTPS直到到期日。如：Strict-Transport-Security:max-age=31536000;includeSubDomains【责任编辑：庞桂玉电话：（010）68476606】
