为什么你理解不了 HTTPS?

不少同学对 HTTPS 协议不太理解,分析了一下,之所以觉得 HTTPS 这个东西比较难理解,往往是没有分清主干和分支导致的。
HTTPS 的主干非常简单,其实就三层而已。
 

第一层

 

第一层,是主干的主干,就一句话,加密通信就是双方都持有一个对称加密的秘钥,然后就可以安全通信了,就这么简单。
为什么你理解不了 HTTPS?
再说一遍,双方都持有一个对称加密的秘钥,安全通信,结束了。
这个秘钥是啥?

1. 可以是客户端自己拍脑门想一个,然后传给服务端。

2. 也可以是服务端自己拍脑门想一个,然后传给客户端。

3. 或者双方都想一串数字,然后组合起来。

这些都不重要,无论玩出多少花样,最终的目标都是,让双方协商出一个相同的秘钥,然后用它对称加密通信,就安全了。
我想如果从这个简单的出发点讲 HTTPS,没人会听不懂。
但现在大量的文章逻辑都是,先抛出一堆概念让你消化。
对称加密、非对称加密、公钥、私钥、加密、签名、摘要、证书、CA 机构、中间人等等。
然后你都不知道 HTTPS 要干嘛,就先被这些名词搞蒙圈了。
再说最后一遍,HTTPS 要做的事,就是让双方协商出一个相同的秘钥,然后对称加密,安全通信就结束了。
先把这个事记住再往下推,因为其他所有的骚操作,都是为了完成这一个简简单单的小目标而已。
那协商出一个相同的秘钥这个过程有啥问题呢?
问题就是,无论这个最初的秘钥是由客户端传给服务端,还是服务端传给客户端,都是明文传输,中间人都可以知道
那就让这个过程变成密文就好了呗,而且还得是中间人解不开的密文。
这就到了第二层。
 

第二层

 

这才涉及到非对称加密这个事。
非对称加密有两种方式,公钥加密私钥解密,私钥加密公钥解密
此时我们需要的是第一种。
服务端把它的公钥明晃晃地扔给我,然后我用公钥把我要传给服务端的对称加密的秘钥,加密。
此时传递的就是加密的数据了,而且只能服务端用私钥才能解开,中间人无法得知。
OK,这一步就是说,只要服务端成功把它的公钥扔给我,后面的事就顺理成章了。
为什么你理解不了 HTTPS?
但是这一步公钥也是明文传输,但是相比一开始已经有了进步。
因为秘钥传输既怕别人看到,也怕别人篡改。
但此时的公钥已经不怕别人看到了,看到就看到呗,你知道公钥,也解不开客户端用公钥加密的秘钥。
但是,仍然怕篡改
中间人通过篡改,最终可以获得你们的秘钥,这个过程很简单,就放上篇文章的图了。
为什么你理解不了 HTTPS?
永远记住,你们的最终目标,就是协商出一个秘钥,来对称加密通信。
而中间人的目标,也是要想办法知道你们的秘钥,其他的都不重要。
永远别忘了最初的目标。
怎么防止这个公钥被篡改,就是第三层了。
 

第三层

 

服务端给我的公钥,怎么防止别人篡改呢?
我可以先自己生成一对公私钥,然后把公钥给服务端,服务端用我的公钥给它的公钥加密,这就没法篡改了,甚至中间人连公钥是啥都不知道了,完美。
可是我给服务端公钥的过程又变成明文了,又容易被篡改,那怎么办呢?
那可以服务端给我公钥,然后我用这个公钥加密我的公钥传给服务端。
那服务端给我公钥又是明文,又容易被篡改。
那可以…
为什么你理解不了 HTTPS?
这你发现了吧,套娃了,永远有那么第一次的明文内容,会被中间人篡改
怎么消除这个第一次明文的尴尬呢?
CA 机构
CA 机构那边也有一套公私钥。
服务端把自己的公钥给 CA,让 CA 用 CA 的私钥加密,然后返回加密结果
然后这个加密结果,可以用 CA 的公钥解,谁都可以解开。
但是,如果要篡改结果,必须再次用 CA 的私钥加密,可是这个做不到,只要 CA 不是坏蛋即可。
这就做到了第一次的明文传输的公钥,只能被看,无法被篡改
于是中间人就只能眼睁睁看着一个自己知道的公钥,从服务端传给客户端。
然后客户端用这个公钥,给之后对称加密的秘钥加密,传给服务端,中间人由于不知道服务端私钥,解不开。
于是,客户端和服务端,有了一个中间人不知道的,解不开的对称秘钥。
之后就 OK 了。
 

总结

 

总结起来就是。
第一层:双方的通信就是简单的对称加密方式通信。
第二层https 仅仅是解决对称加密的密钥怎么安全传给对方,那就是用非对称加密方式(公钥加密私钥解密:加密)。
第三层:那非对称加密的公钥传递如何防篡改,那就是 CA 机构的非对称加密(私钥加密公钥解密:签名)。
其他的我觉得都不是主干,都是旁路细节。
再看之前那些名词,
对称加密、非对称加密、秘钥,公钥、私钥、加密、签名、摘要、证书、CA 机构、中间人
怎么全串起来呢?很简单。
对称加密是一种算法,只有一个秘钥
非对称加密也是一种算法,有两个秘钥,自己保密的叫私钥,对外公开的叫公钥
公钥加密,私钥解密,这个叫加密,客户端用服务端公钥加密自己的秘钥传过去,就是这个目的。
私钥加密,公钥解密,这个叫签名CA 机构用私钥加密服务端的公钥信息生成签名,就是这个过程,其目的是为了防止篡改
上一篇文章也说到了,这就好像一把神奇的双钥匙锁一样。
为什么你理解不了 HTTPS?
还有一个词是哈希摘要,这也是个算法,特点是只能正着推,不能反着推,而且无论原文多大,哈希摘要后都一样大。这个主要用于校验,我觉得是个分支,因为没有它也行。
比如 CA 实际上,不是简简单单对服务端的公钥进行加密,而是对证书的哈希摘要进行加密(其实证书就是服务端公钥,加上一些其他信息,比如服务端域名,颁发机构等等)
为什么你理解不了 HTTPS?
你看这一步,没有那个哈希摘要是不是也没事,只不过,一方面会导致 CA 私钥加密长文本时的时间问题,另一方面也会导致客户端校验时拿着两个大证书的全部信息校验,很浪费。
再比如我们下载文件时,会有个文件的哈希值做校验,看下载过程中有没有变化。
其实这也是方便校验罢了,所以我说它在 HTTPS 里是分支不是主干知识。

 

作者:鱼皮

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