帶你通俗理解https

散人丶發表於2019-05-15

前言

個人原因最近要離開杭州了,接下來也不知道去哪,其實挺想去深圳發展,但是不知道行情怎麼樣,有沒有深圳的老哥們,介紹一波,哈哈~

好了,廢話不多說,本文主要嘗試著用簡單的語言來解析下HTTPS的原理,或者說HTTPS的實現思想,但並不保證真正的實現過程,老哥們可以自行參考

從一個例子說起

背景

假如你穿越回高中,你和你女朋友在教室遙遠的對角落,只能通過傳紙條來進行交流(不能直接說話,不然會被抓到早戀,hh),但是又不想紙條的內容內中間傳遞人給看到,那怎麼樣才能達到這樣的效果呢?

STEP ONE

這裡我們假設男女物件是A和B,中間傳遞紙條的人為C

這個時候第一想法就是,使用對稱加密的方式,A使用祕鑰對訊息進行對稱加密,然後B也通過同一份祕鑰進行解密,這樣就算C看到訊息,也是密文,但是有個問題 ,之前也說了A和B是不能直接說話的,那麼這個祕鑰A怎麼告訴B呢,有人說再加密。。那就回到了雞生蛋蛋孵雞的問題了

STEP TWO

為了解決上面的問題,我們引出了非對稱加密的概念,特點是私鑰加密後的密文,只要是公鑰,都可以解密,但是公鑰加密後的密文,只有私鑰可以解密。私鑰只有一個人有,而公鑰可以發給所有的人

那假如B持有公鑰,自身生成STEP1中約定加密的私鑰(一般使用隨機數),然後用公鑰將此私鑰進行加密,然後A使用非對稱加密的私鑰進行解密拿到B生成的私鑰,然後再用STEP1中的方法進行加解密訊息。這樣就是C攔截到訊息,由於只有A有非對稱加密的私鑰,也無法解密出協商的私鑰

有朋友可能就有疑問了,既然非對稱加密可以達到這樣的效果,為啥還要用非對稱加密來協商出一個私鑰,再用對稱加密進行訊息加密互動,直接用非對稱加密加密訊息不就行了,這裡就涉及到了一個速度以及消耗效能的問題,對稱加密會比非對稱加密的速度更快,計算量小等優點,詳細的老哥們可以深入瞭解下

STEP THREE

所以現在問題又來了,這個B的非對稱加密公鑰怎麼得到呢?首先第一想到的方案由A給B傳送過去,那麼不禁就會有疑問,如果C拿到了這個公鑰,會不會產生問題呢,不仔細思考的可能覺得沒啥問題,畢竟私鑰只有一份在A那裡,只要B是使用公鑰進行加密了,只有A才能解密,C也沒啥辦法。

但是會出現一個問題,這裡假設A那邊的公私鑰稱為X/Y,A將公鑰X傳送給B,C攔截到訊息,但C自己也有一套公私鑰,這裡稱為J/K,C拿到公鑰X後,把自己的公鑰J傳送給了B,這個時候B是不知情的,將資料用C給的公鑰J加密後返回,這個時候C又可以通過私鑰K進行解密,得到了B的資料,假設C將資料修改後,再通過之前的X公鑰進行加密,然後再傳遞給A,A也可以通過Y進行解密

引用一張圖方便幫助大家理解下

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STEP FOUR

公鑰被掉包的問題,其實也就是身份驗證的問題,B無法驗證這個公鑰到底是A給的還是C掉包之後給的。

所以怎麼解決這個問題,再進行加密解密,感覺又要進入到雞生蛋蛋孵雞的問題了,所以,A不能夠直接將公鑰傳遞給B,通過一個信任的第三方(假如兄弟閨蜜啥的,hh)用私鑰將公鑰進行加密後,再傳遞給B,B通過公鑰解密出最終A要傳遞的公鑰,如果最終能夠解密出來,說明這個公鑰是沒有經過C給掉包的,假如STEP 3的情況,C使用自己的私鑰加密後,B是無法使用第三方的公鑰解密的。

那麼現在問題也就回到一點,B是怎麼獲得到第三者的公鑰的呢,其實答案是B自己內建了這些第三者的公鑰的,可以理解為B是信任這些第三方的,內部會維護一個信任的第三方公鑰列表,只要是通過這些信任列表中的加密之後的東西,B是可以通過公鑰解密出來的

這裡的第三方對映到https的話,也就是CA機構了,客戶端(瀏覽器)的"證書管理器",有"受信任的根證書頒發機構"列表。客戶端會根據這張列表,檢視解開數字證書的公鑰是否在列表之內

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總結

這裡再將上面的例子替換成https,總結下大概流程

  • 服務端先持有非對稱加密的公私鑰,將公鑰傳送給第三方CA機構,CA機構通過自身私鑰加密公鑰,返回數字證書,服務端將數字證書傳送給客戶端
  • 客戶端通過數字證書,通過信任證書列表拿到改機構的公鑰進行解密,拿到非對稱加密的公鑰
  • 客戶端自身通過隨機數演算法等等生成對稱加密演算法私鑰,通過第二步拿到的公鑰將此私鑰進行加密
  • 服務端通過本身的私鑰進行解密,拿到客戶端生成的私鑰
  • 服務端、客戶端通過此私鑰,使用對稱加密演算法進行互動,保證資料安全

總結來說Https是通過對稱加密演算法+非對稱加密演算法+第三方CA機構實現的,使用CA結構拿到正確的非對稱加密的公鑰,使用公鑰加密對稱加密演算法的私鑰,最終使用對稱加密演算法進行訊息加解密.

水平有限,若有錯誤,請及時指出,謝謝

參考資料

https實現原理

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