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带你通俗理解https

前言

个人原因最近要离开杭州了,接下来也不知道去哪,其实挺想去深圳发展,但是不知道行情怎么样,有没有深圳的老哥们,介绍一波,哈哈~

好了,废话不多说,本文主要尝试着用简单的语言来解析下HTTPS的原理,或者说HTTPS的实现思想,但并不保证真正的实现过程,老哥们可以自行参考

从一个例子说起

背景

假如你穿越回高中,你和你女朋友在教室遥远的对角落,只能通过传纸条来进行交流(不能直接说话,不然会被抓到早恋,hh),但是又不想纸条的内容内中间传递人给看到,那怎么样才能达到这样的效果呢?

STEP ONE

这里我们假设男女对象是A和B,中间传递纸条的人为C

这个时候第一想法就是,使用对称加密的方式,A使用秘钥对消息进行对称加密,然后B也通过同一份秘钥进行解密,这样就算C看到消息,也是密文,但是有个问题 ,之前也说了A和B是不能直接说话的,那么这个秘钥A怎么告诉B呢,有人说再加密。。那就回到了鸡生蛋蛋孵鸡的问题了

STEP TWO

为了解决上面的问题,我们引出了非对称加密的概念,特点是私钥加密后的密文,只要是公钥,都可以解密,但是公钥加密后的密文,只有私钥可以解密。私钥只有一个人有,而公钥可以发给所有的人

那假如B持有公钥,自身生成STEP1中约定加密的私钥(一般使用随机数),然后用公钥将此私钥进行加密,然后A使用非对称加密的私钥进行解密拿到B生成的私钥,然后再用STEP1中的方法进行加解密消息。这样就是C拦截到消息,由于只有A有非对称加密的私钥,也无法解密出协商的私钥

有朋友可能就有疑问了,既然非对称加密可以达到这样的效果,为啥还要用非对称加密来协商出一个私钥,再用对称加密进行消息加密交互,直接用非对称加密加密消息不就行了,这里就涉及到了一个速度以及消耗性能的问题,对称加密会比非对称加密的速度更快,计算量小等优点,详细的老哥们可以深入了解下

STEP THREE

所以现在问题又来了,这个B的非对称加密公钥怎么得到呢?首先第一想到的方案由A给B发送过去,那么不禁就会有疑问,如果C拿到了这个公钥,会不会产生问题呢,不仔细思考的可能觉得没啥问题,毕竟私钥只有一份在A那里,只要B是使用公钥进行加密了,只有A才能解密,C也没啥办法。

但是会出现一个问题,这里假设A那边的公私钥称为X/Y,A将公钥X发送给B,C拦截到消息,但C自己也有一套公私钥,这里称为J/K,C拿到公钥X后,把自己的公钥J发送给了B,这个时候B是不知情的,将数据用C给的公钥J加密后返回,这个时候C又可以通过私钥K进行解密,得到了B的数据,假设C将数据修改后,再通过之前的X公钥进行加密,然后再传递给A,A也可以通过Y进行解密

引用一张图方便帮助大家理解下

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STEP FOUR

公钥被掉包的问题,其实也就是身份验证的问题,B无法验证这个公钥到底是A给的还是C掉包之后给的。

所以怎么解决这个问题,再进行加密解密,感觉又要进入到鸡生蛋蛋孵鸡的问题了,所以,A不能够直接将公钥传递给B,通过一个信任的第三方(假如兄弟闺蜜啥的,hh)用私钥将公钥进行加密后,再传递给B,B通过公钥解密出最终A要传递的公钥,如果最终能够解密出来,说明这个公钥是没有经过C给掉包的,假如STEP 3的情况,C使用自己的私钥加密后,B是无法使用第三方的公钥解密的。

那么现在问题也就回到一点,B是怎么获得到第三者的公钥的呢,其实答案是B自己内置了这些第三者的公钥的,可以理解为B是信任这些第三方的,内部会维护一个信任的第三方公钥列表,只要是通过这些信任列表中的加密之后的东西,B是可以通过公钥解密出来的

这里的第三方映射到https的话,也就是CA机构了,客户端(浏览器)的"证书管理器",有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表,查看解开数字证书的公钥是否在列表之内

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总结

这里再将上面的例子替换成https,总结下大概流程

  • 服务端先持有非对称加密的公私钥,将公钥发送给第三方CA机构,CA机构通过自身私钥加密公钥,返回数字证书,服务端将数字证书发送给客户端
  • 客户端通过数字证书,通过信任证书列表拿到改机构的公钥进行解密,拿到非对称加密的公钥
  • 客户端自身通过随机数算法等等生成对称加密算法私钥,通过第二步拿到的公钥将此私钥进行加密
  • 服务端通过本身的私钥进行解密,拿到客户端生成的私钥
  • 服务端、客户端通过此私钥,使用对称加密算法进行交互,保证数据安全

总结来说Https是通过对称加密算法+非对称加密算法+第三方CA机构实现的,使用CA结构拿到正确的非对称加密的公钥,使用公钥加密对称加密算法的私钥,最终使用对称加密算法进行消息加解密.

水平有限,若有错误,请及时指出,谢谢

参考资料

https实现原理

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