面试官——为什么HTTPS是安全的

本人花费半年的时间总结的《Java面试指南》已拿腾讯等大厂offer,已开源在github ,欢迎star!

转载声明:转载请注明出处,本技术博客是本人原创文章

本文GitHub https://github.com/OUYANGSIHAI/JavaInterview 已收录,这是我花了6个月总结的一线大厂Java面试总结,本人已拿大厂offer,欢迎star

原文链接:blog.ouyangsihai.cn >> 面试官——为什么HTTPS是安全的

点击上方 **好好学java **,选择 **星标 **公众号

重磅资讯、干货,第一时间送达

今日推荐:

 个人原创100W+访问量博客:点击前往,查看更多

来源:r6a.cn/efZ2

1. HTTP 协议

在谈论 HTTPS 协议之前,先来回顾一下 HTTP 协议的概念。

1.1 HTTP 协议介绍

HTTP 协议是一种基于文本的传输协议,它位于 OSI 网络模型中的 应用层

HTTP 协议是通过客户端和服务器的请求应答来进行通讯,目前协议由之前的 RFC 2616 拆分成立六个单独的协议说明(RFC 7230、RFC 7231、RFC 7232、RFC 7233、RFC 7234、RFC 7235),通讯报文如下:

  • 请求
    ```
    POST http://www.baidu.com HTTP/1.1
    Host: www.baidu.com
    Connection: keep-alive
    Content-Length: 7
    User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/71.0.3578.98 Safari/537.36

wd=HTTP


- 响应

HTTP/1.1 200 OK
Connection: Keep-Alive
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Date: Thu, 14 Feb 2019 07:23:49 GMT
Transfer-Encoding: chunked

<html>…</html>



#### 1.2 HTTP 中间人攻击

HTTP 协议使用起来确实非常的方便,但是它存在一个致命的缺点:`不安全`。

我们知道 HTTP 协议中的报文都是以明文的方式进行传输,不做任何加密,这样会导致什么问题呢?下面来举个例子:
1. 小明在 JAVA 贴吧发帖,内容为`我爱JAVA`:<img src="https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9RRnpSZHo5bGliRWI3V2ZxclE0aWFKa0VtR1BlN0I2QnlXMkZXSTRCdU16aWNqMGQ0SE1CbzNDc2RkN0FJRzluU2ljUTAzWExIb2FpYlZvQm1NTVUwSHBjMTJRLzY0MA?x-oss-process=image/format,png">1. 被中间人进行攻击,内容修改为`我爱PHP`<img src="https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9RRnpSZHo5bGliRWI3V2ZxclE0aWFKa0VtR1BlN0I2QnlXT09YeVB2bkdROVcweDFlM2VhZHI4eG42Z1ltaWFaTkljMzNTeHZqR2dsdGlhbUFJZWRUcDd0VlEvNjQw?x-oss-process=image/format,png">1. 小明被群嘲(手动狗头)
可以看到在 HTTP 传输过程中,中间人能看到并且修改 HTTP 通讯中所有的请求和响应内容,所以使用 HTTP 是非常的不安全的。

#### 1.3 防止中间人攻击

这个时候可能就有人想到了,既然内容是明文那我使用`对称加密`的方式将报文加密这样中间人不就看不到明文了吗,于是如下改造:
1. 双方约定加密方式<img src="https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9RRnpSZHo5bGliRWI3V2ZxclE0aWFKa0VtR1BlN0I2QnlXWlp6UXRpY0NKbkZkZ2U5NGc5ZVdpY2ljckZnYVVZckhVUGUwVnVVWUg0WElKT1lwblRJb1VsSzBnLzY0MA?x-oss-process=image/format,png">1. 使用 AES 加密报文<img src="https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9RRnpSZHo5bGliRWI3V2ZxclE0aWFKa0VtR1BlN0I2QnlXODVLY2Z5d1hNSnhwUGRvTTNYR2F5dU9GTGdXZmxyN3hEMGNISnlBN2U3MmljQUhma3hqWEdSUS82NDA?x-oss-process=image/format,png">
这样看似中间人获取不到明文信息了,但其实在通讯过程中还是会以明文的方式暴露加密方式和秘钥,如果第一次通信被拦截到了,那么秘钥就会泄露给中间人,中间人仍然可以解密后续的通信:

那么对于这种情况,我们肯定就会考虑能不能将秘钥进行加密不让中间人看到呢?答案是有的,采用`非对称加密`,我们可以通过 RSA 算法来实现。

在约定加密方式的时候由服务器生成一对`公私钥`,服务器将`公钥`返回给客户端,客户端本地生成一串秘钥(`AES_KEY`)用于`对称加密`,并通过服务器发送的`公钥`进行加密得到(`AES_KEY_SECRET`),之后返回给服务端,服务端通过`私钥`将客户端发送的`AES_KEY_SECRET`进行解密得到`AEK_KEY`,最后客户端和服务器通过`AEK_KEY`进行报文的加密通讯,改造如下:

可以看到这种情况下中间人是窃取不到用于`AES加密`的秘钥,所以对于后续的通讯是肯定无法进行解密了,那么这样做就是绝对安全了吗?

所谓道高一尺魔高一丈,中间人为了对应这种加密方法又想出了一个新的破解方案,既然拿不到`AES_KEY`,那我就把自己模拟成一个客户端和服务器端的结合体,在`用户-&gt;中间人`的过程中中间人模拟服务器的行为,这样可以拿到用户请求的明文,在`中间人-&gt;服务器`的过程中中间人模拟客户端行为,这样可以拿到服务器响应的明文,以此来进行中间人攻击:

这一次通信再次被中间人截获,中间人自己也伪造了一对公私钥,并将公钥发送给用户以此来窃取客户端生成的`AES_KEY`,在拿到`AES_KEY`之后就能轻松的进行解密了。

中间人这样为所欲为,就没有办法制裁下吗,当然有啊,接下来我们看看 HTTPS 是怎么解决通讯安全问题的。

### 2. HTTPS 协议

#### 2.1 HTTPS 简介

HTTPS 其实是`SSL+HTTP`的简称,当然现在`SSL`基本已经被`TLS`取代了,不过接下来我们还是统一以`SSL`作为简称,`SSL`协议其实不止是应用在`HTTP`协议上,还在应用在各种应用层协议上,例如:`FTP`、`WebSocket`。

其实`SSL`协议大致就和上一节`非对称加密`的性质一样,握手的过程中主要也是为了交换秘钥,然后再通讯过程中使用`对称加密`进行通讯,大概流程如下:

这里我只是画了个示意图,其实真正的 SSL 握手会比这个复杂的多,但是性质还是差不多,而且我们这里需要关注的重点在于 HTTPS 是如何防止中间人攻击的。

通过上图可以观察到,服务器是通过 SSL 证书来传递`公钥`,客户端会对 SSL 证书进行验证,其中证书认证体系就是确保`SSL`安全的关键,接下来我们就来讲解下`CA 认证体系`,看看它是如何防止中间人攻击的。

#### 2.2 CA 认证体系

上一节我们看到客户端需要对服务器返回的 SSL 证书进行校验,那么客户端是如何校验服务器 SSL 证书的安全性呢。
- 权威认证机构在 CA 认证体系中,所有的证书都是由权威机构来颁发,而权威机构的 CA 证书都是已经在操作系统中内置的,我们把这些证书称之为`CA根证书`:<img src="https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9RRnpSZHo5bGliRWI3V2ZxclE0aWFKa0VtR1BlN0I2QnlXdGZ1STR1WmxpYlJGNGliWlRIbWxBdjBxWWZpYTNBRGU1c1VXM1NuUGZiaWE2RXR6dXJZaWFsZU9WZ3cvNjQw?x-oss-process=image/format,png">- 签发证书我们的应用服务器如果想要使用 SSL 的话,需要通过权威认证机构来签发`CA证书`,我们将服务器生成的公钥和站点相关信息发送给`CA签发机构`,再由`CA签发机构`通过服务器发送的相关信息用`CA签发机构`进行加签,由此得到我们应用服务器的证书,证书会对应的生成证书内容的`签名`,并将该`签名`使用`CA签发机构`的私钥进行加密得到`证书指纹`,并且与上级证书生成关系链。这里我们把百度的证书下载下来看看:
可以看到百度是受信于`GlobalSign G2`,同样的`GlobalSign G2`是受信于`GlobalSign R1`,当客户端(浏览器)做证书校验时,会一级一级的向上做检查,直到最后的`根证书`,如果没有问题说明`服务器证书`是可以被信任的。
- 如何验证服务器证书那么客户端(浏览器)又是如何对`服务器证书`做校验的呢,首先会通过层级关系找到上级证书,通过上级证书里的`公钥`来对服务器的`证书指纹`进行解密得到`签名(sign1)`,再通过签名算法算出服务器证书的`签名(sign2)`,通过对比`sign1`和`sign2`,如果相等就说明证书是没有被`篡改`也不是`伪造`的。
这里有趣的是,证书校验用的 RSA 是通过私钥加密证书签名,公钥解密来巧妙的验证证书有效性。

这样通过证书的认证体系,我们就可以避免了中间人窃取`AES_KEY`从而发起拦截和修改 HTTP 通讯的报文。

### 总结

首先先通过对 HTTP 中间人攻击的来了解到 HTTP 为什么是不安全的,然后再从安全攻防的技术演变一直到 HTTPS 的原理概括,希望能让大家对 HTTPS 有个更深刻的了解。

推荐文章
- - - - 

原创电子书历时整整一年总结的 Java 面试 + Java 后端技术学习指南,这是本人这几年及校招的总结,各种高频面试题已经全部进行总结,按照章节复习即可,已经拿到了大厂offer。
原创思维导图扫码或者微信搜 程序员的技术圈子 回复 面试 领取原创电子书和思维导图。

```

原文地址:https://sihai.blog.csdn.net/article/details/110358598

本人花费半年的时间总结的《Java面试指南》已拿腾讯等大厂offer,已开源在github ,欢迎star!

转载声明:转载请注明出处,本技术博客是本人原创文章

本文GitHub https://github.com/OUYANGSIHAI/JavaInterview 已收录,这是我花了6个月总结的一线大厂Java面试总结,本人已拿大厂offer,欢迎star

原文链接:blog.ouyangsihai.cn >> 面试官——为什么HTTPS是安全的


 上一篇
为什么大厂都用DevOps呢?我来告诉你 为什么大厂都用DevOps呢?我来告诉你
** 目前很多大厂如阿里、腾讯、百度、头条、滴滴、美团等公司内部都在做DevOps,那么 DevOps是什么 ? 为什么大厂都对其趋之若鹜 ? DevOps到底应该怎么做 ?刚好我也负责我们公司的DevOp
2021-04-04
下一篇 
刚进美团,就被各种Code Review,真的有必要吗? 刚进美团,就被各种Code Review,真的有必要吗?
点击上方 好好学java ,选择 星标 公众号 重磅资讯、干货,第一时间送达 今日推荐:硬刚一周,3W字总结,一年的经验告诉你如何准备校招! 个人原创100W+访问量博客:点击前往,查看更多众所周知,Code Review是开发过程中一
2021-04-04