HTTPS 详细介绍

HTTPS（超文本传输协议安全版，Hypertext Transfer Protocol Secure）是HTTP的加密版本，通过在HTTP和传输层之间引入SSL/TLS（安全套接字层/传输层安全协议）提供安全性。HTTPS旨在确保数据传输的保密性、完整性和身份验证，广泛应用于需要保护用户数据的场景，如在线银行、电子商务和敏感信息传输。

HTTPS 与 HTTP 的不同

  1. 加密：
    • HTTP：数据以明文传输，容易被拦截和篡改。
    • HTTPS：通过SSL/TLS加密数据，保护通信内容，防止窃听和中间人攻击。
  2. 安全性：
    • HTTP：无身份验证，客户端无法确认服务器身份，易受DNS劫持或伪造服务器攻击。
    • HTTPS：通过SSL/TLS证书验证服务器身份，确保通信对象可信。
  3. 默认端口：
    • HTTP：默认使用80端口。
    • HTTPS：默认使用443端口。
  4. 协议栈：
    • HTTP：直接运行在TCP之上。
    • HTTPS：在HTTP和TCP之间加入SSL/TLS层，HTTP消息通过SSL/TLS加密后在TCP上传输。
  5. 性能开销：
    • HTTP：无加密，传输速度较快，但不安全。
    • HTTPS：加密和解密需要计算资源，握手过程增加延迟，但现代优化（如TLS 1.3、会话复用）已显著降低开销。
  6. SEO 和浏览器支持：
    • HTTP：现代浏览器可能标记为“不安全”，影响用户信任和搜索引擎排名。
    • HTTPS：被搜索引擎（如Google）优先排名，浏览器显示安全锁图标，增强用户信任。

SSL/TLS 握手过程

SSL/TLS握手是建立HTTPS连接的核心步骤，用于协商加密算法、交换密钥并验证身份。以下是TLS 1.2和TLS 1.3的握手过程对比，重点介绍TLS 1.3（现代标准，性能更优）。

TLS 1.3 握手过程

TLS 1.3简化了握手流程，减少了往返时间（RTT），通常在1-RTT内完成（支持0-RTT的场景更高效）。以下是详细步骤：

  1. Client Hello：
    • 客户端发送消息，包含：
      • 支持的TLS版本（例如TLS 1.3）。
      • 支持的加密套件（如TLS_AES_256_GCM_SHA384）。
      • 客户端生成的随机数（Client Random）。
      • 密钥共享信息（通常是Diffie-Hellman参数或椭圆曲线参数，用于生成共享密钥）。
      • 可选的会话ID或会话票据（用于会话复用）。
      • 扩展字段（如SNI，服务器名称指示，用于虚拟主机）。
  2. Server Hello：
    • 服务器响应，包含：
      • 选定的TLS版本和加密套件。
      • 服务器生成的随机数（Server Random）。
      • 服务器的密钥共享信息（完成Diffie-Hellman密钥交换）。
      • 服务器证书（包含公钥和身份信息，由受信任的CA签名）。
      • 可选的会话票据（用于未来会话复用）。
  3. 密钥计算与验证：
    • 客户端和服务器使用交换的密钥共享信息计算共享密钥（通过Diffie-Hellman或椭圆曲线算法）。
    • 客户端验证服务器证书（检查CA签名、证书链、域名匹配等）。
    • 双方生成会话密钥，用于加密后续通信。
  4. Finished 消息：
    • 客户端和服务器分别发送Finished消息，包含基于共享密钥的校验值，确认握手完整性。
    • 握手完成后，双方开始加密通信。
  5. 0-RTT（可选）：
    • 如果客户端之前与服务器建立了会话（通过会话票据），可在Client Hello中直接发送加密数据（0-RTT模式）。
    • 服务器使用存储的会话密钥解密数据，减少握手时间。
    • 注意：0-RTT数据可能面临重放攻击风险，需谨慎使用。