# 前言
HTTP协议目的时传输超文本文件，最初没有很强的加密传输需求，所以HTTP是明文传输数据的特性。这会出现一个问题：HTTP传输的过程的每一层明文的数据很可能被窃取并且篡改，浏览器和服务器通信之间可能存在中间人，存在被攻击的风险（中间人攻击）。提交HTTP数据经过的链路 => TCP层 => 客户端电脑 => WiFi路由器 => 运营商 => 目标服务器。
被中间人攻击风险：
- 用户电脑安装了恶意软件；
- 用户连接恶意WiFi路由器；
这些情况都会面临发出的HTTP请求被恶意抓取、篡改。
# HTTP协议栈引入安全层
在HTTP和TCP之间新增一个安全层，所有的数据经过安全层会被加密、解密。HTTPS先和安全层通信，安全层再和TCP层通信。
安全层核心工作：
- 对发起HTTP请求的数据进行加密；
- 对接收到的HTTP的内容进行解密操作；
# 对称加密
关键点 => 加密、解密都使用相同的密钥。
两端加解密同一个文件，需要知道加解密方式和密钥。所以发送HTTPS数据之前，浏览器和服务器需要协商加密方式和密钥。
HTTPS建立安全连接过程（协商加解密方式、服务器和客户端同时决定密钥）：
- 浏览器发送自身支持的加密方式列表（指浏览器所能支持的加密方式种类列表） + 随机数（client-random）
- 服务器从加密方式列表中选取一种加密方式、生成一个随机数（service-random）返回给浏览器
- 浏览器返回确认消息。
- 服务器返回确认消息。
- 两端使用相同的加密方式将client-random、service-random混合生成一个密钥master secret。此时有了密钥master secret、加密方式，两端可以进行加密通信了。
弊端：
- 传输加密方式列表、client-random、service-random的过程是明文的。
- 黑客也可以拿到协商的加密方式列表和双端的随机数。
- 利用随机数合成密钥的算法是公开的。
- 所以黑客也能劫持到数据进行破解生成密钥进行攻击。
# 非对称加密
对称加密只有一个密钥，非对称加密算法有A、B两把密钥：
- 如果用A密钥加密，只能用B解密。
- 如果用B密钥加密，只能用A解密。
在HTTPS中，服务器会将其中的一个密钥通过明文的形式发送给浏览器（公钥），服务器自己留下的那个密钥称为私钥：
- 浏览器发送加密方式列表给服务器。
- 服务器选择一个加密方式，返回公钥（用于浏览器加密） + 加密方式给浏览器。
- 浏览器和服务器返回确认信息。
- 浏览器发送HTTP数据，使用公钥进行加密。（黑客拿到公钥、数据无法破解）
- 服务器接收数据使用私钥解密。
弊端：
- 非对称加密的效率太低，影响到加解密数据的速度，从而影响到用户打开页面的速度。
- 无法保证服务器发送给浏览器数据的安全。服务器端只能采用私钥来加密，私钥加密只有公钥能解密，公钥是能被劫持的，所以服务端发送的数据无法保证安全。
# 对称加密 + 非对称加密
核心：在传输数据阶段使用对称加密，对称加密的密钥采用非对称加密传输。
- 浏览器发送加密方式列表、非对称加密方式列表、随机数client-random给服务器；
- 服务器保存随机数client-random，选择对称加密方式、非对称加密方式方式，生成随机数service-random，返回加密方式、service-random、公钥；
- 浏览器保存公钥，使用client-random + service-random生成pre-master；再次利用公钥对pre-master进行加密（确保无法被截获）；返回给服务器；
- 服务器使用私钥解密pre-master数据，返回浏览器确认消息。
- 两端拥有共同的client-random、service-random、pre-master，然后服务器和浏览器会使用这三组数据生成对称密钥master secret，因为服务器和浏览器使用同一套方法来生成密钥，所以最终生成的密钥也是相同的。
- 有了对称加密的密钥之后，开始传输数据。
# 数字证书
对称非对称混合加密很好的实现了数据的加密传输，但还是有漏洞，黑客劫持服务端IP替换成黑客的IP，当我们浏览器去访问官网，实际访问的是黑客的IP地址，黑客可以在自己的服务器上实现公钥、私钥。浏览器无法知道当前访问的服务器是否是恶意的。所以需要一种方式向浏览器证明当前服务器不是恶意的服务器。所以引入了数字证书的概念。
对于浏览器数字证书的作用：
- 通过数字证书向浏览器证明服务器的身份。
- 数字证书里面包含了服务器公钥。
核心：服务器不直接返回公钥给浏览器，而是返回了数字证书，公钥包含在数字证书中。浏览器端多了一个证书验证的操作，验证了证书之后，才继续后续流程。通过引入数字证书，实现了服务器的身份认证功能，这样即便黑客伪造了服务器，但是由于证书是没有办法伪造的，所以依然无法欺骗用户。
签发数字证书过程：CA使用Hash函数技术处理明文信息进行摘要，然后CA使用私钥对信息摘要进行加密，加密后的秘文就是数字证书。
浏览器验证数字证书：读取证书明文信息，使用相同Hash函数计算得到信息摘要A，再利用CA的公钥解密签名得到B，对比A和B，如果一致，则确认证书合法；
申请使用证书注意点：
- 申请数字证书是不需要提供私钥的，要确保私钥永远只能由服务器掌握。
- 数字证书最核心的是CA使用它的私钥生成的数字签名。
- 内置CA对应的证书称为根证书，根证书是最权威的机构，它们自己为自己签名，我们把这称为自签名证书。
# 总结
- 对称加密：双方各自一个随机数、协商的加密算法生成密钥进行沟通。
- 非对称加密：服务端提供加密方法，浏览器加密传送数据，服务器自己解密。
- 对称非对称混合：依旧采用对称加密传输数据，生成的密钥使用非对称加密。
- 数字证书实现了对服务器身份认证。