HTTPS——HTTPS如何加密数据，“证书“为什么可以应对 “中间人攻击“-Toy模板网

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前言

本人是一个普通程序猿!分享一点自己的见解,如果有错误的地方欢迎各位大佬莅临指导,如果你也对编程感兴趣的话，互关一下，以后互相学习，共同进步。这篇文章能够帮助到你的话,劳请大家点赞转发支持一下!

一、HTTPS是什么

HTTPS 也是一个应用层协议，是在 HTTP 协议的基础上引入了一个加密层。

HTTP 协议内容都是按照文本的方式明文传输的，所以一些别有用心的黑客等，就可以通过一些手段来截获HTTP请求，从而来窃取用户的隐私信息，甚至对内容进行篡改后，再进行发送至原目的地。

在互联网上, 明文传输是比较危险的事情!!!

HTTPS 就是在 HTTP 的基础上进行了加密, 进一步的来保证用户的信息安全。

二、HTTPS加密方法

加密就是把明文 (要传输的信息)进行一系列变换，生成密文。

解密就是把密文再进行一系列变换，还原成明文。

在这个加密和解密的过程中，往往需要一个或者多个中间的数据，辅助进行这个过程，这样的数据称为密钥。

HTTPS的加密方法：
发送方通过密钥将明文转换成密文，进行发送，
接收方收到数据再通过密钥将密文转换成明文。

看似简单的过程，而这其中HTTPS为了保证信息的安全又与窃取篡改者进行了多次博弈,下面的加密流程揭示其中的博弈过程。

三、HTTPS加密流程

既然要保证数据安全, 就需要对数据进行 “加密”。

网络传输中不再直接传输明文了，而是加密之后的 “密文”。

你以为进行加密后，就能万事无忧了？不正所谓道高一尺魔高一丈，黑客也在想尽办法破解。
世界上没有绝对的安全，只有当破解成本超过了数据本身的价值，那这些数据就安全了。正所谓亏本的买卖没人做。

加密的方式有很多, 但是整体可以分成两大类: 对称加密和非对称加密。

对称加密

对称加密其实就是通过同一个 “密钥” , 把明文加密成密文, 并且也能把密文解密成明文。

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此时就算黑客入侵路由器，截获了密文，他没有密钥解密，因此数据仍是安全的。

但是实际情况可不是这样的。

一个服务器会同时给N个客户端提供服务。那么所有客户端都用同一个密钥进行加密吗？
如果这样，黑客直接注册一个客户端，就能拿到密钥，就可以窃取篡改所有客户端的信息。
所以是每个客户端都会自己生成一个密钥，然后再将密钥与通过这个密钥加密好的密文一起发送给服务器，服务器拿到密钥和密文，再通过这把密钥解密密文。

如果密钥进行明文传输的话，那前面的加密操作就没有意义了，因此密钥也需要加密。
且密钥的加密不能再使用对称加密了，因为这个密钥就是为了解决对称加密的安全问题。这里就使用非对称加密解决。

非对称加密

非对称加密要用到两个密钥, 一个叫做 “公钥”, 一个叫做 “私钥”。
有以下两种方法：

公钥进行加密操作，私钥进行解密操作。
私钥进行加密操作，公钥进行解密操作。

须知

1️⃣公钥与私钥一个用来加密，另一个用来解密，可以公钥加密，私钥解密；也可以私钥加密，公钥解密。
2️⃣一个钥匙进行加密，那么这个钥匙就无法将密文解密成明文举例：我用公钥对数据进行加密，此时这个密文使用公钥就解不出来，只有私钥可以正确解密。
形象来说就是，公钥与私钥，一个充当锁的角色，一个充当钥匙的角色。所以无法同时做到又能加密又能解密。
3️⃣公钥私钥就是两把 “钥匙” ，公布出去的叫做公钥，自己留下不告诉别人的叫做私钥。
4️⃣公钥和私钥是配对的，最大的缺点就是运算速度非常慢，比对称加密要慢很多。

图解

共涉及到两个个密钥：
服务器的：公钥：pubKey;私钥：priKey

前提：服务器将公钥告诉所有客户端，自己保留私钥。
用来加密的钥匙：key
私钥：priKey(privateKey)；公钥pubKey(publicKey)。

你以为这就安全了吗？？
魔高一丈的攻击要来了！！！

中间人攻击

攻击来啦！

图解

共涉及到四个密钥：
服务器的：公钥：pubKey;私钥：priKey
黑客的：公钥：pubKey1;私钥：priKey1

1️⃣客户端先向服务器申请公钥，服务器发送(明文传输)公钥pubKey给客户端
2️⃣黑客截取到公钥，黑客记录这个pubKey，并自己生成了一对非对称密钥，pubKey1与priKey1。
3️⃣然后将pubKey1发送给客户端。

4️⃣ 客户端拿到公钥，但是他并不知道这个公钥被篡改了，因此仍然使用pubKey1对key进行加密，并发送。
5️⃣此时黑客再次截取客户端发送的数据，使用priKey1将key解密出来，然后再用key将密文解密得到数据。
6️⃣然后再将数据篡改后，用key加密，再用之前记录的pubKey对key加密，然后再发送给服务器。

上述的中间人攻击，就对数据神不知鬼不觉的完成了截取篡改。

那么HTTPS为了应对中间人攻击，就实施了 “证书” 这一方案

证书

如何破解 “中间人攻击” 呢？

"中间人攻击"的原理
中间人攻击主要就是通过截获服务器发送给客户端的公钥，然后将自己生成的公钥以相同的数据格式发送给客户端，让客户端以为自己拿到了服务器的公钥。

所以破解"中间人攻击"的关键就是服务器的公钥可以安全送达。
而 “证书” 就可以让客户端验证服务器传输过来的公钥有没有被篡改。

证书是什么

证书可以理解成是一个Java中的对象，这个对象中包含许多信息(成员变量)以字符串的形式呈现。

证书包含的信息：

证书发布机构

证书有效期

公钥

证书所有者

签名：签名就是通过算法将整个证书计算出的一个哈希值。可以把签名理解为一个校验和

…等等信息

搭建一个 HTTPS 网站要在相关权威机构先申请一个证书，要向权威机构提供一些资料(包括服务器要发送给客户端的公钥)，申请下来的证书的信息中就包括公钥，证书中有一个最关键的核心信息：签名！

这个签名由权威机构先针对证书计算出一个值，然后权威机构再用自己的私钥对这个签名进行加密。
电脑操作系统内置了与权威机构私钥成对的公钥。

此时服务器就不会向客户端发送公钥，而是将整个证书发送给客户端。
而证书仍然采用明文传输，其中只有签名这个属性进行了加密！

图解

共涉及到四个密钥：
服务器的：公钥：pubKey;私钥：priKey
黑客的：公钥：pubKey1;私钥：priKey1

如果黑客自己伪造一个证书发给客户端或者用系统内置的公钥解密并篡改了签名，但是黑客没有权威机构的私钥，无法对签名进行加密，那么系统内置的公钥就无法正确解密签名，就更不会信任这个证书了。

当然，客户端拿到证书后不止是会对签名进行校验。
当客户端获取到这个证书之后, 会对证书进行校验(防止证书是伪造的，或被篡改过)

判定证书的有效期是否过期

判定证书的发布机构是否受信任(操作系统中已内置的受信任的证书发布机构)

验证证书是否被篡改: 从系统中拿到该证书发布机构的公钥, 对签名解密, 得到一个 hash 值(称为数据摘要), 设为 hash1，然后计算整个证书的 hash 值，设为 hash2，对比 hash1 和 hash2 是否相等，如果相等，则说明证书是没有被篡改过的。