• 文章比较长，赠于有缘人

HTTPS简介

• HTTPS，是一种网络安全传输协议，在HTTP的基础上利用SSL/TLS来对数据包进行加密,以提供对网络服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。
  • TLS（Transport Layer Security）1.0是SSL（Secure Sockets Layer）3.0的升级版，安全套接字层协议，承担的角色都是一样的，是HTTPS方式握手以及传输数据的一个协议。只是改了名字，其中的八卦，感兴趣的朋友可以自己去搜索。
• HTTP(S)协议是在TCP/IP协议基础上建造的。
• TCP/IP协议的分层管理，按层次分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层。（我们常说的四层协议、四层模型就是指的这个啦）
• 没有经过加密层时，数据传输的路径是：应用层->传输层->网络层->数据链路层
• 经过加密层之后，数据传输的路径是：应用层->SSL/TLS层->传输层->网络层->数据链路层
  
• 每层常见的协议：
  • 应用层协议有：FTP、Telnet、SMTP、HTTP、RIP、NFS、DNS。
  • 传输层协议有：TCP协议、UDP协议。
  • 网络层协议有：IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议。

HTTPS用途

• 防窃听：HTTPS协议对传输数据的内容加密，保障数据在传输过程的安全（加密传播）
• 防冒充：确认网站的真实性（身份证书）
• 防篡改：防止内容被第三方篡改（校验机制）

HTTPS协议安全性

• HTTPS协议本身是安全的，并且能够保障数据传输安全、两端身份真实、以及检查数据是否被篡改。
• 但近几年有https相关的漏洞频发，如心血漏洞、中间人攻击、DROWN溺水攻击、FREAK漏洞、降维攻击、POODLE等（近期会将每个漏洞原理进行分析）。不由让人为https的安全性担忧，其实这个协议的逻辑一般是设计的非常安全了，即使出现问题，也会有大版本的升级(如TLS 1.0升级为TLS 1.1)。而且频发漏洞的并不是https协议本身，而是各个开源或商业服务在具体实现https时，出现了安全问题。

https如何进行数据传输的？

• 大致流程是：进行握手流程建立https连接（此时是明文传输），然后再进行真正的数据传输（此时使用对称加密进行密文传输）
• 首先需要了解TLS/SSL协议握手的过程

握手过程

• 整个过程，如访问www.baidu.com
  • 先进行DNS解析，再建立TCP连接，然后进行https握手，最后传输加密数据。
    
    

1. Client Hello

• 客户端发起TLS握手请求

  struct {
          ProtocolVersion client_version;
          Random random;
          SessionID session_id;     
          CipherSuite cipher_suites<2..2^16-2>;
          CompressionMethod compression_methods<1..2^8-1>;
          select (extensions_present) {
              case false:
                  struct {};
              case true:
                  Extension extensions<0..2^16-1>;
          };
      } ClientHello;
  

• 数据包括内容：
  • ProtocolVersion／协议版本（客户端期望支持的握手协议版本）
  • Random／安全随机数（MasterSecret生成用到，协议文档里面说是28个字节，但是实际抓包看到是32个字节，这里怀疑是各个协议文档版本不同，还有使用加密套件的不同，导致的差异，具体博主就没有在继续深究了，如果有朋友知道可以留言给我）
  • SessionID／会话ID
    • 这个值是被服务端设置的，如果这个值为空，表示客户端与服务端没有存活的https会话，需要与服务端进行完整的握手。
    • 如果这个值存在，则表明客户端期望恢复上一次的https会话，这时候客户端与服务端只需要进行快速的握手过程。（这里我们只会分析完整的握手过程进行学习）
  • CipherSuite／加密套件（客户端支持的加密套件列表）
    • 如果sessionid不为空，可以不传这个值，服务端可以从上一次会话中恢复这个值。
    • 每个加密组件(Cipher Suite)都包括了下面5类算法 TLS Cipher Suite Registry，图中百度使用的是就是 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 这个加密套件：
      • 1、authentication (认证算法)：RSA
      • 2、encryption (加密算法 )：AEAD_AES_128_GCM
      • 3、message authentication code (消息认证码算法 简称MAC)：SHA256
      • 4、key exchange (密钥交换算法)：ECDHE
      • 5、key derivation function （密钥衍生算法)
  • CompressionMethod／压缩方法
    • 加密前进行数据压缩
    • 因为压缩方法被攻击，在TLS1.3协议版本上已经彻底禁止压缩了。（这里有两种攻击方式BREACH、CRIME，有时间博主会来研究）
  • Extension／扩展数据（session ticket在扩展里面，可见下图）
• 消息内容如下图：
  

2. Server Hello

• 服务端回应Client Hello请求