面试官系列 - https 真的安全吗,可以抓包吗,如何防止抓包吗(1)

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面试官系列- 你真的了解 http 吗

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前言


转眼间,2020 年已过去一大半了,2020 年很难,各企业裁员的消息蛮多的,降职,不发年终奖等等。2020 年确实是艰难的一年。然而生活总是要继续,时间不给你丧的机会!如果我们能坚持下来,不断提高自己,说不定会有新的机会。

面试中,网络(http, https, tcp, udp), jvm, 类加载机制等这些基础的知识点是高频出现的,每个程序员都能说上好多。但不一定说到重点,以及理解背后的原理。

我在面试的过程中也经常被问到,于是总结记录了下来。千万不要小瞧这些基础,有时候,你算法,项目经验都过了,但是基础答得不太好。结果可能会通过,但这肯定会影响你的评级,这是特别吃亏的。所以,不如花点时间背一下,理解一下背后的原理。

举一个简单的例子, https 连接过程是怎样的,使用了了哪种加密方式,可以抓包吗,怎样防止抓包,你是否能够对答如下。

废话不多说,开始进入正文。

背景


我们知道,http 通信存在以下问题:

  • 通信使用明文可能会被窃听

  • 不验证通信方的身份可能遭遇伪装

  • 无法证明报文的完整型,可能已遭篡改

使用 https 可以解决数据安全问题,但是你真的理解 https 吗?

当面试官连续对你发出灵魂追问的时候,你能对答如流吗

  1. 什么是 https,为什么需要 https

  2. https 的连接过程

  3. https 的加密方式是怎样的,对称加密和非对称加密,为什么要这样设计?内容传输为什么要使用对称机密

  4. https 是绝对安全的吗

  5. https 可以抓包吗

如果你能对答自如,恭喜你,https 你已经掌握得差不多了,足够应付面试了。

什么是 https


简单来说, https 是 http + ssl,对 http 通信内容进行加密,是HTTP的安全版,是使用TLS/SSL加密的HTTP协议

Https的作用:

  1. 内容加密 建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;

  2. 身份认证 确认网站的真实性

  3. 数据完整性 防止内容被第三方冒充或者篡改

什么是SSL

SSL 由 Netscape 公司于1994年创建,它旨在通过Web创建安全的Internet通信。它是一种标准协议,用于加密浏览器和服务器之间的通信。它允许通过Internet安全轻松地传输账号密码、银行卡、手机号等私密信息。

SSL证书就是遵守SSL协议,由受信任的CA机构颁发的数字证书。

SSL/TLS的工作原理:

需要理解SSL/TLS的工作原理,我们需要掌握加密算法。加密算法有两种:对称加密和非对称加密:

对称加密:通信双方使用相同的密钥进行加密。特点是加密速度快,但是缺点是需要保护好密钥,如果密钥泄露的话,那么加密就会被别人破解。常见的对称加密有AES,DES算法。

非对称加密:它需要生成两个密钥:公钥(Public Key)和私钥(Private Key)。

公钥顾名思义是公开的,任何人都可以获得,而私钥是私人保管的。相信大多程序员已经对这种算法很熟悉了:我们提交代码到github的时候,就可以使用SSH key:在本地生成私钥和公钥,私钥放在本地.ssh目录中,公钥放在github网站上,这样每次提交代码,不用麻烦的输入用户名和密码了,github会根据网站上存储的公钥来识别我们的身份。

公钥负责加密,私钥负责解密;或者,私钥负责加密,公钥负责解密。这种加密算法安全性更高,但是计算量相比对称加密大很多,加密和解密都很慢。常见的非对称算法有RSA。

https 的连接过程


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https 的连接过程大概分为两个阶段,证书验证阶段和数据传输阶段

证书验证阶段

大概分为三个步骤

  1. 浏览器发起请求

  2. 服务器接收到请求之后,会返回证书,包括公钥

  3. 浏览器接收到证书之后,会检验证书是否合法,不合法的话,会弹出告警提示(怎样验证合法,下文会详细解析,这里先忽略)

数据传输阶段

证书验证合法之后

  1. 浏览器会生成一个随机数,

  2. 使用公钥进行加密,发送给服务端

  3. 服务器收到浏览器发来的值,使用私钥进行解密

  4. 解析成功之后,使用对称加密算法进行加密,传输给客户端

之后双方通信就使用第一步生成的随机数进行加密通信。

https 的加密方式是怎样的,对称加密和非对称加密,为什么要这样设计


从上面我们可以知道,https 加密是采用对称加密和非对称机密一起结合的。

在证书验证阶段,使用非对称加密。

在数据传输阶段,使用对称机密。

这样设计有一个好处,能最大程度得兼顾安全效率。

在证书验证阶段,使用非对称加密,需要公钥和私钥,假如浏览器的公钥泄漏了,我们还是能够确保随机数的安全,因为加密的数据只有用私钥才能解密。这样能最大程度确保随机数的安全。

在内容传输阶段,使用对称机密,可以大大提高加解密的效率。

内容传输为什么要使用对称机密

  1. 对称加密效率比较高

  2. 一对公私钥只能实现单向的加解密。只有服务端保存了私钥。如果使用非对称机密,相当于客户端必须有自己的私钥,这样设计的话,每个客户端都有自己的私钥,这很明显是不合理的,因为私钥是需要申请的。

https 是绝对安全的吗


不是绝对安全的,可以通过中间人攻击。

什么是中间人攻击

中间人攻击是指攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系,并交换其所收到的数据,使通讯的两端认为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话,但事实上整个会话都被攻击者完全控制。

HTTPS 使用了 SSL 加密协议,是一种非常安全的机制,目前并没有方法直接对这个协议进行攻击,一般都是在建立 SSL 连接时,拦截客户端的请求,利用中间人获取到 CA证书、非对称加密的公钥、对称加密的密钥;有了这些条件,就可以对请求和响应进行拦截和篡改。

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过程原理:

  1. 本地请求被劫持(如DNS劫持等),所有请求均发送到中间人的服务器

  2. 中间人服务器返回中间人自己的证书

  3. 客户端创建随机数,通过中间人证书的公钥对随机数加密后传送给中间人,然后凭随机数构造对称加密对传输内容进行加密传输

  4. 中间人因为拥有客户端的随机数,可以通过对称加密算法进行内容解密

  5. 中间人以客户端的请求内容再向正规网站发起请求

  6. 因为中间人与服务器的通信过程是合法的,正规网站通过建立的安全通道返回加密后的数据

  7. 中间人凭借与正规网站建立的对称加密算法对内容进行解密

自我介绍一下,小编13年上海交大毕业,曾经在小公司待过,也去过华为、OPPO等大厂,18年进入阿里一直到现在。

深知大多数网络安全工程师,想要提升技能,往往是自己摸索成长,但自己不成体系的自学效果低效又漫长,而且极易碰到天花板技术停滞不前!

因此收集整理了一份《2024年网络安全全套学习资料》,初衷也很简单,就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友。
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线:

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