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HTTPS 原理你搞懂了吗?就给我讲“中间人攻击”!

发布时间:2020-01-08 10:48:00

  HTTPS 的底层原理如何实现?

  为什么需要 CA 认证机构颁发证书?

  浏览器是如何确保 CA 证书的合法性?

  大家都知道 HTTPS 比 HTTP 安全,也听说过与 HTTPS 协议相关的概念有 SSL 、非对称加密、 CA证书等,但是以上的灵魂三拷问你答的上来吗?怕是回答很大可能是NO!

  今日天威诚信就带你层层深入,从原理上为你把 HTTPS 的安全性讲透。



  HTTPS 的底层原理如何实现?

  大家可能都听说过 HTTPS 协议之所以是安全的是因为 HTTPS 协议会对传输的数据进行加密,而加密过程是使用了非对称加密来实现。但其实,HTTPS 在内容传输的加密上使用的是对称加密,非对称加密只作用在证书验证阶段。

  HTTPS的整体过程分为证书验证和数据传输阶段,具体的交互过程如下:


  ① 证书验证阶段

  浏览器发起 HTTPS 请求

  服务端返回 HTTPS 证书

  客户端验证证书是否合法,如果不合法则提示警告

  ② 数据传输阶段

  1.当证书验证合法后,在本地生成随机数

  2.通过公钥加密随机数,并把加密后的随机数传输到服务端

  3.服务端通过私钥对随机数进行解密

  4.服务端通过客户端传入的随机数构造对称加密算法,对返回结果内容进行加密后传输

  为什么需要 CA 认证机构颁发证书?

  HTTP 协议被认为不安全是因为传输过程容易被监听者勾线监听、伪造服务器,而 HTTPS 协议主要解决的便是网络传输的安全性问题。

  首先我们假设不存在认证机构,任何人都可以制作证书,这带来的安全风险便是经典的“中间人攻击”问题。

  “中间人攻击”的具体过程如下:


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

  8.中间人通过与客户端建立的对称加密算法对正规内容返回的数据进行加密传输

  9.客户端通过与中间人建立的对称加密算法对返回结果数据进行解密

  由于缺少对证书的验证,所以客户端虽然发起的是 HTTPS 请求,但客户端完全不知道自己的网络已被拦截,传输内容被中间人全部窃取。

  浏览器是如何确保 CA 证书的合法性?

  1、证书包含什么信息?

  颁发机构信息

  公钥

  公司信息

  域名

  有效期

  指纹

  2、证书的合法性依据是什么?

  首先,权威机构是要有认证的,不是随便一个机构都有资格颁发证书,不然也不叫做权威机构。另外,证书的可信性基于信任制,权威机构需要对其颁发的证书进行信用背书,只要是权威机构生成的证书,我们就认为是合法的。所以权威机构会对申请者的信息进行审核,不同等级的权威机构对审核的要求也不一样,于是证书也分为免费的、便宜的和贵的。

  3、浏览器如何验证证书的合法性?

  浏览器发起 HTTPS 请求时,服务器会返回网站的 SSL 证书,浏览器需要对证书做以下验证:

  1. 验证域名、有效期等信息是否正确。证书上都有包含这些信息,比较容易完成验证;

  2.判断证书来源是否合法。每份签发证书都可以根据验证链查找到对应的根证书,操作系统、浏览器会在本地存储权威机构的根证书,利用本地根证书可以对对应机构签发证书完成来源验证;

  3.判断证书是否被篡改。需要与 CA 服务器进行校验;

  4.判断证书是否已吊销。通过CRL(Certificate Revocation List 证书注销列表)和 OCSP(Online Certificate Status Protocol 在线证书状态协议)实现,其中 OCSP 可用于第3步中以减少与 CA 服务器的交互,提高验证效率

  以上任意一步都满足的情况下浏览器才认为证书是合法的。

  基于以上内容,天威诚信为你划重点:

  Q: HTTPS 为什么安全?

  A: 因为 HTTPS 保证了传输安全,防止传输过程被监听、防止数据被窃取,可以确认网站的真实性。

  Q: HTTPS 的传输过程是怎样的?

  A: 客户端发起 HTTPS 请求,服务端返回证书,客户端对证书进行验证,验证通过后本地生成用于改造对称加密算法的随机数,通过证书中的公钥对随机数进行加密传输到服务端,服务端接收后通过私钥解密得到随机数,之后的数据交互通过对称加密算法进行加解密。

  Q: 为什么需要证书?

  A: 防止”中间人“攻击,同时可以为网站提供身份证明。

  (图片来源于互联网,侵删)

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