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2017-06-06 09:36:53           
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关于网络安全加密的介绍可以看之前文章:

1. 网络安全——数据的加密与签名,RSA介绍

2. Base64编码、MD5、SHA1-SHA512、HMAC(SHA1-SHA512)

3. When I see you again(DES、AES、RSA、Base64、MD5加密原理介绍,免费白菜网站大全2018实现)

HTTPS建立过程相当复杂,下图为示意图,可以有整体认识,一般我们编程知道这些已足够。

https建立过程

如果你想仿照HTTPS实现类似加密,可以阅读下具体过程,作为参照

准备工作(对应图中prepare1234)

可以看到,在客户端向服务器发起请求前,还有一些准备工作要做,或者说是有一些工作已经做好了。

从CA证书颁发机构,获取数字证书。

服务器:生成一对公私钥S.pub,S.pri,私钥自己保留,用于解密和签名,不能外泄。将公钥S.pub,身份信息,传给CA(Certificate Authority)机构;

CA机构:也有公私钥C.pub,C.pri;由S.pub,身份信息另外附加CA签名生成数字证书(签名使用C.pri进行签名)

将数字证书颁发给申请者(服务器)

客户端(比如我们经常使用的浏览器),为了安全性,会内置一份CA根证书,它包含C.pri,用于对数字证书验证

发起链接

https使用的是443端口,而http使用的是80端口

TCP端口号是一个2字节的整型,处于TCP报文段的前四个字节(2字节源端口号,2字节目的端口号)。

很明显范围是0~65535。其中0~1023具有特殊意义,已经被绑定,比如上面说的443,80,还有ftp的21端口。从1024~49151也具有特殊含义,但是还没有被用完,比如8080端口重定向。剩下的我们就可以随便使用,自定义了。

其实之前在嵌入式开发中,没有连接外网,也没有使用浏览器等等这些。所以端口完全自定义随便用,不用担心冲突:)。

下面的过程为具体详细一点的过程,如果不想看,可以完全只看示意图即可,对我们平时开发用处并不大。或者你在用wireshark类似的抓包工具时看的抓狂不认识,可以看看(反正我用Charles抓包):

1 客户端发起请求(对应图中1)

同样需要三次握手,建立TCP连接(毫无疑问HTTPS也是基于TCP的)

2 客户端发送Client Hello包(对应图中2)

随机数

里面有1970年1月1日到现在的秒数,后面还有一个客户端发来的随机数Client.random

Session ID

如果客户端与服务器费尽周折建立了一个HTTPS链接,刚建完就断了,也太可惜,所以用Session ID将其保存,如果下次再来可以直接使用之前的链接进行对话(对称密钥)。

密文族

告诉服务器,自己支持的加密算法种类

Server_name

3 Server Hello(对应图中2)

随机数:对应服务器时间,服务器sever.random

Seesion ID,如果客户端发给服务器的session ID在服务端有缓存,服务端会尝试使用这个session;否则服务器会启用新的并返回给客户端;

服务器挑选一个密文族

4 Certificate(对应图中2)

服务器终于发来我们想要的数字证书,包含了:签发机构、过期时间、主题名称、公共密钥信息、指纹信息等等

证书信息

5 Server Hello Done(对应图中2)

服务器发送结束

6 客户端验证(对应图中3)

客户端从内置的CA根证书获取C.pub,对服务器发送来的数字证书进行验签,如果一致,说明证书是CA颁发的(前提是C.pub是真实的,确实是CA机构的公钥)。然后看看证书是否过期,域名是否匹配

7 生成对称密钥(对应图中4、5、6)

客户端根据之前的:Client.random + sever.random + pre-master生成对称密钥

经过S.pub加密发送给服务器,之后即可通过对称密钥进行通讯。(就是之前我们熟悉的http)

最后

在整个过程中,一共涉及2对公私密钥对,一对由服务器产生,主要用于加密,一对由CA产生,主要用于签名。

为什么要多一个CA呢?

假设没有CA,那么如果服务器返回的包含公钥的包被hack截取,然后hack也生成一对公私钥,他将自己的公钥发给客户端。hack得到客户端数据后,解密,然后再通过服务器的公钥加密发给服务器,这样数据就被hack获取。

有了CA后,客户端根据内置的CA根证书,很容易识别出hack的公钥不合法,或者说hack的证书不合法。

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