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1、HTTPS通讯说明一、常见加解密算法MD5/SHA/BASE64/urlEncodeMD5消息摘要算法-5（Message Digest Algorithm）SHA安全散列算法(Secure Hash Algorithm)Base64Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用=，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个=。例如：“baidu and google” = “YmFpZHUgYW5kIGdvb2dsZQ=”urlEncodeurlE
2、ncode用于解决url参数中的特殊字符、中文等问题。以上4中算法严格意义上说，不属于加解密算法的范畴。只是使用比较广泛的格式转换、摘要计算方法而已。BASE64/urlEncode属于格式转换，MD5/SHA属于摘要计算。DES/DES3/AES这三种算法都属于对称加解密算法，DES3是DES的升级版算法，AES是DES3的升级版本算法。目前使用比较广泛的是DES3和AES。这两个算法虽然有新老版本之分，但是还是有性能和适用场景的区别。算法说明：使用密钥K1+算法S1对明文进行加密，生成密文。使用密钥K1+算法S1对密文进行解密(再一次加密)，生成明文。整个过程中，使用的密钥相同，算法相同。
3、RSARSA属于非对称加解密算法，也是最复杂的一种算法。非对称加解密衍生出两种认证场景。一种是签名，一种是加密。加密的流程示意图：算法说明：使用密钥PK+算法S1对明文进行加密，生成密文。使用密钥SK+算法S1对密文进行解密(再一次加密)，生成明文。整个过程中，使用的密钥不相同，算法相同。这种加密的流程中，只能做到数据的加密，不可被获取(获得明文)，但是无法确保不被篡改。签名的流程示意图：假设A要想B发送消息，A会先计算出消息的消息摘要，然后使用自己的私钥加密这段摘要加密，最后将加密后的消息摘要和消息一起发送给B，被加密的消息摘要就是“签名”。B收到消息后，也会使用和A相同的方法提取消息摘要，
4、然后使用A的公钥解密A发送的来签名，并与自己计算出来的消息摘要进行比较。如果相同则说明消息是A发送给B的，同时，A也无法否认自己发送消息给B的事实。数字签名的作用是保证数据完整性，机密性和发送方角色的不可抵赖性。如果甲想给乙发一个安全的保密的数据，那么应该甲乙各自有一对公私钥，甲先用乙的公钥加密这段数据，再用自己的私钥加密这段加密后的数据，最后再发给乙。这样确保了内容即不会被读取，也不会被篡改。所有算法对比算法名称密钥类型是否可逆MD5/SHA无不可逆BASE64/urlEncode无可逆DES/DES3/AES一个密钥可逆RSA一对密钥可逆加密盐和碰撞因子二、证书及CA介绍公钥、私钥、证书一
5、个公钥对应一个私钥。密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。为什么需要用证书来替代公钥？答：在上面的加密签名等过程中，我们都忽略了一点，那就是如何确保我们获取的公钥是正确的。第三者很容易制作一个公钥来冒充我们的交互目标，我们没法凭借这个公钥来确认对方的身份。在这样的情况下，证书就诞生了，证书是一个包装了公钥的实体，他里面包含了公钥，机构名称，证书有效期，ca签名等信息。这样我们获取证书后，就可以通过证书里面对机构的描述来确认对方的身份。证书中的ca是什么意思？答：其实上面对证书的描述并没有完全解决我们提出的问题，第三者完全可能制作一个证书，而证书里的机构信息也是伪造
6、的。那么ca就在这种情形下出现了。ca是证书颁发机构(certification authority)。ca是第三方的，为数不多的，可信赖的机构，我们可以在其官网上获取他的公钥，用他的公钥来解析ca签名，就能够唯一的验证这个证书是由这个ca机构颁发的。ca机构会维护自己的publickey库，比如公司“通联支付”去ca申请证书后，那第三者就无法再以“通联支付”的名字来申请证书了。那么也就能验证这个证书不是由第三者假冒的了。Ca的分级认证模式假设C证书信任A和B；然后A信任A1和A2；B信任B1和B2。则它们之间构成如下的一个树形关系（一个倒立的树）。处于最顶上的树根位置的那个证书，就是“根证书
7、”。除了根证书，其它证书都要依靠上一级的证书，来证明自己。而根证书自己证明自己，或者换句话说，根证书是不需要被证明的。浏览器如何识别证书的有效性？浏览器默认会导入当地比较大的ca机构签发的二级证书。当用户访问https网站时，浏览器通过ssl协议首先下载网站的证书，然后通过本地的ca二级证书对网站的证书进行验签。如果验签不通过，则一般都会出现警告弹窗。证书和CA的出现，旨在解决公钥的准确性，进而确保RSA算法进行加密和签名的可靠性。三、HTTPS详细介绍https认证分为单向认证和双向认证，单向认证适用与互联网大众用户；双向认证适用与企业内部，集群内部。单向认证：客户端无证书，客户端认证服务端
8、发送过来的证书，从而认证服务端。后续通过ssl握手，建立对称加密通讯。双向认证：客户端有证书，客户端认证服务器发送过来的证书，服务端认证客户端发送过来的证书，互相认证。后续通过ssl握手，建立对称加密通讯。交互流程（一个加密通信过程的演化）我们来看一个例子，现在假设“服务器”和“客户”要在网络上通信，并且他们打算使用RSA(参看前面的RSA简介)来对通信进行加密以保证谈话内容的安全。由于是使用RSA这种公钥密码体制，“服务器”需要对外发布公钥(算法不需要公布，RSA的算法大家都知道)，自己留着私钥。“客户”通过某些途径拿到了“服务器”发布的公钥，客户并不知道私钥。“客户”具体是通过什么途径获取
9、公钥的，我们后面再来说明，下面看一下双方如何进行保密的通信：2.1 第一回合：“客户”-“服务器”：你好“服务器”-“客户”：你好，我是服务器“客户”-“服务器”：我的账号和密码是.因为消息是在网络上传输的，有人可以冒充自己是“服务器”来向客户发送信息。例如上面的消息可以被黑客截获如下：“客户”-“黑客”：你好 / 黑客在“客户”和“服务器”之间的某个路由器上截获“客户”发给服务器的信息，然后自己冒充“服务器”“黑客”-“客户”：你好，我是服务器因此“客户”在接到消息后，并不能肯定这个消息就是由“服务器”发出的，某些“黑客”也可以冒充“服务器”发出这个消息。如何确定信息是由“服务器”发过来的呢
10、？有一个解决方法，因为只有服务器有私钥，所以如果只要能够确认对方有私钥，那么对方就是“服务器”。因此通信过程可以改进为如下：2.2 第二回合：“客户”-“服务器”：你好“服务器”-“客户”：你好，我是服务器“客户”-“服务器”：向我证明你就是服务器“服务器”-“客户”：你好，我是服务器 你好，我是服务器私钥|RSA/ 注意这里约定一下， 表示RSA加密后的内容， | 表示用什么密钥和算法进行加密，后面的示例中都用这种表示方式，例如上面的 你好，我是服务器私钥|RSA 就表示用私钥对“你好，我是服务器”进行加密后的结果。为了向“客户”证明自己是“服务器”， “服务器”把一个字符串用自己的私钥加密
11、，把明文和加密后的密文一起发给“客户”。对于这里的例子来说，就是把字符串 “你好，我是服务器”和这个字符串用私钥加密后的内容 你好，我是服务器私钥|RSA 发给客户。“客户”收到信息后，她用自己持有的公钥解密密文，和明文进行对比，如果一致，说明信息的确是由服务器发过来的。也就是说“客户”把 你好，我是服务器私钥|RSA 这个内容用公钥进行解密，然后和“你好，我是服务器”对比。因为由“服务器”用私钥加密后的内容，由并且只能由公钥进行解密，私钥只有“服务器”持有，所以如果解密出来的内容是能够对得上的，那说明信息一定是从“服务器”发过来的。假设“黑客”想冒充“服务器”：“黑客”-“客户”：你好，我是
12、服务器“客户”-“黑客”：向我证明你就是服务器“黑客”-“客户”：你好，我是服务器 你好，我是服务器？|RSA /这里黑客无法冒充，因为他不知道私钥，无法用私钥加密某个字符串后发送给客户去验证。“客户”-“黑客”：我的账号和密码是.由于“黑客”没有“服务器”的私钥，因此它发送过去的内容，“客户”是无法通过服务器的公钥解密的，因此可以认定对方是个冒牌货！到这里为止，“客户”就可以确认“服务器”的身份了，可以放心和“服务器”进行通信，但是这里有一个问题，通信的内容在网络上还是无法保密。为什么无法保密呢？通信过程不是可以用公钥、私钥加密吗？其实用RSA的私钥和公钥是不行的，我们来具体分析下过程，看下
13、面的演示：2.3 第三回合：“客户”-“服务器”：你好“服务器”-“客户”：你好，我是服务器“客户”-“服务器”：向我证明你就是服务器“服务器”-“客户”：你好，我是服务器 你好，我是服务器私钥|RSA“客户”-“服务器”：我的帐号是aaa，密码是123，把我的余额的信息发给我看看公钥|RSA“服务器”-“客户”：你的余额是100元私钥|RSA注意上面的的信息 你的余额是100元私钥，这个是“服务器”用私钥加密后的内容，但是我们之前说了，公钥是发布出去的，因此所有的人都知道公钥，所以除了“客户”，其它的人也可以用公钥对你的余额是100元私钥进行解密。所以如果“服务器”用私钥加密发给“客户”，这
14、个信息是无法保密的，因为只要有公钥就可以解密这内容。然而“服务器”也不能用公钥对发送的内容进行加密，因为“客户”没有私钥，发送个“客户”也解密不了。这样问题就又来了，那又如何解决呢？在实际的应用过程，一般是通过引入对称加密来解决这个问题，看下面的演示：2.4 第四回合：“客户”-“服务器”：你好“服务器”-“客户”：你好，我是服务器“客户”-“服务器”：向我证明你就是服务器“服务器”-“客户”：你好，我是服务器 你好，我是服务器私钥|RSA“客户”-“服务器”：我们后面的通信过程，用对称加密来进行，这里是对称加密算法和密钥公钥|RSA /蓝色字体的部分是对称加密的算法和密钥的具体内容，客户把它
15、们发送给服务器。“服务器”-“客户”：OK，收到！密钥|对称加密算法“客户”-“服务器”：我的帐号是aaa，密码是123，把我的余额的信息发给我看看密钥|对称加密算法“服务器”-“客户”：你的余额是100元密钥|对称加密算法在上面的通信过程中，“客户”在确认了“服务器”的身份后，“客户”自己选择一个对称加密算法和一个密钥，把这个对称加密算法和密钥一起用公钥加密后发送给“服务器”。注意，由于对称加密算法和密钥是用公钥加密的，就算这个加密后的内容被“黑客”截获了，由于没有私钥，“黑客”也无从知道对称加密算法和密钥的内容。由于是用公钥加密的，只有私钥能够解密，这样就可以保证只有服务器可以知道对称加密算法和密钥，而其它人不可能知道(这个对称加密算法和密钥是“客户”自己选择的，所以“客户”自己当然知道如何解密加密)。这样“服务器”和“客户”就可以用对称加密算法和密钥来加密通信的内容了。但是这里还留有一个问题，在
