背景
HTTP为明文传输，起初设计HTTP协议的目的很单纯，就是为了传输超文本文件，那时候也没有太强的加密传输数据需求，所以HTTP一直保持着明文传输数据的特征。正是因为这一特性，传输过程中的每个环节，数据都有可能被篡改或窃取。
引入安全层
因此我们需要引入一个加密方案。 从HTTP协议栈层面来看，可以在TCP和HTTP之前插入一个安全层，所有经过安全层的数据都会加密或者解密。
通常HTTP直接和TCP通信，HTTPS则先和安全层通信，然后安全层再和TCP层通信。可以概括为两个职责：
- 对发起HTTP请求的数据进行加密操作
- 对接收到HTTP的内容进行解密操作
第一版：使用对称加密
对称加密即指加密和解密用的是相同的密钥 在HTTPS发送该数据之前，浏览器和服务器之间需要协商加密方式和密钥，过程如下
- 浏览器发送它所支持的加密套件列表（加密的方法）和一个随机数client-random
- 服务器从加密套件列表中选取一个加密套件，然后还会生成一个随机数service-random，并将service-random和加密套件列表返回给浏览器
- 浏览器和服务端分别返回确认消息
- 浏览器和服务端利用相同的方法把client-random和service-random混合起来生成一个密钥master secret，然后开始进行数据的加密传输
缺点： client-random和seervice-random传输过程是明文的，黑客也可以拿到协商的加密套件和双方的随机数，黑客也可以合成密钥
第二版：使用非对称加密
非对称加密算法有A、B两把密钥，如果你用A密钥来加密，那么只能使用B密钥来解密。 服务器会自己保留私钥，然后将公钥以明文的方法发给浏览器
- 首先浏览器还是将加密套件列表发给服务器
- 服务器会选择一个加密套件，然后将加密套件和公钥一起发送给浏览器
- 然后就是浏览器和服务器返回确认消息
- 这样浏览器在发送数据时就可以使用该公钥来加密数据，然后服务器使用私钥来解密数据
缺点：
- 非对称加密效率太低，影响页面打开速度
- 无法保证服务器发送给浏览器的数据安全，服务端采用私钥加密，只能用公钥解密，黑客也是可以获取到公钥的，从而可以解开数据
第三版 对称加密和非对称加密搭配使用
基于以上两点缺点，可以选择一个更加完美的方案，在传输数据阶段依然使用对称加密，但是对称加密的密钥我们采用非对称加密来传输
- 浏览器向服务器发送对称加密套件列表、非对称加密套件列表和随机数client-random
- 服务器保存随机数client-random,选择对称加密和非对称加密的套件，然后生成随机数service-random，向浏览器发送选择的加密套件、serice-random和公钥
- 浏览器保存公钥，利用client-random和service-random计算出来pre-master,然后利用公钥对pre-master加密，并向服务器发送加密后的数据
- 服务器拿出自己的私钥，解密出pre-master数据，并返回确认消息
- 通过这三组随机数生成对称密钥，使用对称加密的方式来传输数据
pre-master是经过公钥加密之后传输的，所以黑客无法获取到pre-master，这样黑客就无法生成密钥，也就保证了黑客无法解密传输过程中的数据了
第四版 添加数字证书
以上方式仍然存在问题，例如访问百度时，黑客有可能通过dns劫持将ip地址替换成黑客的ip地址，这样访问的就是黑客的服务器，黑客可以在自己的服务器上实现公钥和私钥。 那么怎么证明访问的服务器是百度的，就需要使用权威机构（Certiificate Atuthority）颁发的数字证书(Diital Certificate)。
对于浏览器来说，数字证书有两个作用：
1）向浏览器证明服务器身份
2）数字证书中包含了服务器的公钥
数字证书的申请和验证
申请数字证书
- 服务器准备一套私钥和公钥，私钥留着自己使用
- 向CA机构提交公钥、公司、站点等信息并等待认证
- CA通过线上、线下多种渠道来验证网站所提供信息的真实性
- 审核通过，会颁发认证的数字证书，包含网站的公钥、组织信息、CA信息、有效时间、证书序列号，同时包含一个CA生成的数字签名
签名：CA使用Hash函数计算网站提交的明文信息，并得出信息摘要，然后再使用他的私钥对信息摘要进行加密，加密后的秘闻就是数字签名
浏览器如何验证数字证书
- 读取证书中的明文信息，采用CA签名时相同的hash函数计算并得到信息摘要A，再利用对应CA的公钥解密签名数据，得到信息摘要B; 对比两者如果一致，则说明证书合法
- 这时候验证了CA是谁，但是浏览器不知道该不该信任，就会继续查找给这个CA颁发证书的CA, 再以同样的方式验证它上级CA的可靠性。通常操作系统会内置信任的顶级CA的证书信息，如果这个CA链中没有找到浏览器内置的顶级CA,证书也会被判定非法
参考
极客时间《浏览器原理与实践》
