深入浅出HTTPS的对称加密和非对称加密(面试会问)

作者:全网iOS面试题总结 链接:https://www.jianshu.com/p/ac3a80ca59c3 来源:简书
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一、HTTPS和HTTP的区别

HTTPS协议 = HTTP协议 + SSL/TLS协议
SSL的全称是Secure Sockets Layer,即安全套接层协议,是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。TLS的全称是Transport Layer Security,即安全传输层协议。
HTTPS是安全的HTTP

二、HTTPS的连接建立流程

HTTPS为了兼顾安全与效率,同时使用了对称加密和非对称加密。在传输的过程中会涉及到三个密钥:

服务器端的公钥和私钥,用来进行非对称加密

客户端生成的随机密钥,用来进行对称加密
在这里插入图片描述

如上图,HTTPS连接过程大致可分为八步:

1、客户端访问HTTPS连接。

客户端会把安全协议版本号、客户端支持的加密算法列表、随机数C发给服务端。

2、服务端发送证书给客户端

服务端接收密钥算法配件后,会和自己支持的加密算法列表进行比对,如果不符合,则断开连接。否则,服务端会在该算法列表中,选择一种对称算法(如AES)、一种公钥算法(如具有特定秘钥长度的RSA)和一种MAC算法发给客户端。
服务器端有一个密钥对,即公钥和私钥,是用来进行非对称加密使用的,服务器端保存着私钥,不能将其泄露,公钥可以发送给任何人。
在发送加密算法的同时还会把数字证书和随机数S发送给客户端

3、客户端验证server证书

会对server公钥进行检查,验证其合法性,如果发现发现公钥有问题,那么HTTPS传输就无法继续。

4、客户端组装会话秘钥

如果公钥合格,那么客户端会用服务器公钥来生成一个预主秘钥(Pre-Master Secret,PMS),并通过该预主秘钥和随机数C、S来组装成会话秘钥

5、客户端将预主秘钥加密发送给服务端

是通过服务端的公钥来对预主秘钥进行非对称加密,发送给服务端

6、服务端通过私钥解密得到预主秘钥

服务端接收到加密信息后,用私钥解密得到预主秘钥。

7、服务端组装会话秘钥

服务端通过预主秘钥和随机数C、S来组装会话秘钥。
至此,服务端和客户端都已经知道了用于此次会话的主秘钥。

8、数据传输

客户端收到服务器发送来的密文,用客户端会员密钥对其进行对称解密,得到服务器发送的数据。
同理,服务端收到客户端发送来的密文,用服务端会员密钥对其进行对称解密,得到客户端发送的数据。

总结:

会话秘钥 = random S + random C + 前主秘钥

HTTPS连接建立过程使用非对称加密,而非对称加密是很耗时的一种加密方式

后续通信过程使用对称加密,减少耗时所带来的性能损耗

其中,对称加密加密的是实际的数据非对称加密加密的是对称加密所需要的客户端的密钥。

三、对称加密和非对称加密

1、对称加密

用同一套密钥来进行加密解密。
对称加密通常有 DES,IDEA,3DES 加密算法。

2、非对称加密

用公钥和私钥来加解密的算法。
公钥(Public Key)与私钥(Private Key)是通过一种算法得到的一个密钥对(即一个公钥和一个私钥),公钥是密钥对中公开的部分,私钥则是非公开的部分,私钥通常是保存在本地。

用公钥进行加密,就要用私钥进行解密;反之,用私钥加密,就要用公钥进行解密(数字签名)。

由于私钥是保存在本地的,所以非对称加密相对与对称加密是安全的。
但非对称加密比对称加密耗时(100倍以上),所以通常要结合对称加密来使用。

常见的非对称加密算法有:RSA、ECC(移动设备用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(数字签名用)

而为了确保客户端能够确认公钥就是想要访问的网站的公钥,引入了数字证书的概念,由于证书存在一级一级的签发过程,所以就出现了证书链,在证书链中的顶端的就是根CA。

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