HTTPS技术简介

什么是HTTPS

HTTPS(全称:Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer),是以安全为目标的HTTP通道,简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层,HTTPS的安全基础是SSL,因此加密的详细内容就需要SSL。

它是一个URI scheme(抽象标识符体系),句法类同http:体系。用于安全的HTTP数据传输。

HTTPS:URL表明它使用了HTTP,但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层(在HTTP与TCP之间)。这个系统的最初研发由网景公司(Netscape)进行,并内置于其浏览器Netscape Navigator中,提供了身份验证与加密通讯方法。现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯,例如交易支付方面。

HTTPS 和 HTTP 的区别

  • https协议需要到ca申请证书,一般免费证书很少,需要交费。
  • http是超文本传输协议,信息是明文传输,https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。
  • http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。
  • http的连接很简单,是无状态的;

https的工作原理是什么

HTTPS在传输数据之前需要客户端(浏览器)与服务端(网站)之间进行一次握手,在握 手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息,通常情况下会配合数字证书实现。

TLS/SSL协议不仅仅是一套加密传输的协议,更是一件经过艺术家精心设计的艺术品,TLS/SSL中使用 非对称加密,对称加密以及HASH算法。

这里我们先看看这上面提到的几种技术

数字证书

数字证书是一种权威性的电子文档,由权威公正的第三方机构,即CA中心签发的证书。它以数字证书为核心的加密技术可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证,确保网上传递信息的机密性、完整性。 使用了数字证书,即使您发送的信息在网上被他人截获,甚至您丢失了个人的账户、密码等信息,仍可以保证您的账户、资金安全。

它能提供在Internet上进行身份验证的一种权威性电子文档,人们可以在互联网交往中用它来证明自己的身份和识别对方的身份。当然在数字证书认证的过程中证书认证中心(CA)作为权威的、公正的、可信赖的第三方,其作用是至关重要的.如何判断数字认证中心公正第三方的地位是权威可信的。VeriSign、GeoTrust、Thawte 是国际权威数字证书颁发认证机构的“三巨头”,其中,应用最广的为VerSign签发的电子商务数字证书。

CER(Canonical Encoding Rules,规范编码格式) 是数字证书的一种编码格式,它是BER(Basic Encoding Rules 基本编码格式) 的一个变种,比BER 规定得更严格。后缀的证书文件有两种编码:

DER(Distinguished Encoding Rule 卓越编码格式) 同样是BER的一个变种,DER使用定长模式。

PKCS(Public-Key Cryptography Standards,公钥加密标准) 由RSA实验室和其他安全系统开发商为公钥密码的发展而制定的一系列标准。

pfx是指以pkcs#12格式存储的证书和相应私钥。

在Security编程中,有几种典型的密码交换信息文件格式:

  • DER-encoded certificate: .cer, .crt
  • PEM-encoded message: .pem
  • PKCS#12 Personal Information Exchange: .pfx, .p12
  • PKCS#10 Certification Request: .p10 .csr
  • PKCS#7 cert request response: .p7r
  • PKCS#7 binary message: .p7b .p7c .spc

cer/.crt 是用于存放证书,它是2进制形式存放

pem 跟crt/cer的区别是它以Ascii来表示

pfx/p12 用于存放个人证书/私钥,他通常包含保护密码,2进制方式

p10 .csr 是证书请求

p7r是CA对证书请求的回复,只用于导入

p7b .p7c .spc 以树状展示证书链(certificate chain),同时也支持单个证书,不含私钥

非对称加密算法

1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是"公开密钥系统"。相对于"对称加密算法"这种方法也叫做"非对称加密算法"。与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是:甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公用密钥向其它方公开;得到该公用密钥的乙方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给甲方;甲方再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密。甲方只能用其专用密钥解密由其公用密钥加密后的任何信息。非对称加密算法的保密性比较好,它消除了最终用户交换密钥的需要,但加密和解密花费时间长、速度慢,它不适合于对文件加密而只适用于对少量数据进行加密。 经典的非对称加密算法如RSA算法等安全性都相当高. 非对称加密的典型应用是数字签名。采用双钥密码系统的加密方法,在一个过程中使用两个密钥,一个用于加密,另一个用于解密,这种加密方法称为非对称加密,也称为公钥加密,因为其中一个密钥是公开的(另一个则需要保密)。

DH (Diffie-Hellman)

Diffie-Hellman算法(D-H算法),密钥一致协议。是由公开密钥密码体制的奠基人Diffie和Hellman所提出的一种思想。简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。换句话说,就是由甲方产出一对密钥(公钥、私钥),乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对(公钥、私钥)。以此为基线,作为数据传输保密基础,同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥(SecretKey)对数据加密。这样,在互通了本地密钥(SecretKey)算法后,甲乙双方公开自己的公钥,使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据,同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。不单单是甲乙双方两方,可以扩展为多方共享数据通讯,这样就完成了网络交互数据的安全通讯!该算法源于中国的同余定理——中国馀数定理。

RSA

RSA公钥加密算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美国麻省理工学院)开发的。RSA取名来自开发他们三者的名字。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。

EL Gamal

EL Gamal算法是公钥密码体制中的一种 ,在密码学中占有重要的地位。但该算法所采用的幂剩余计算耗时太多的问题 ,一直是制约其广泛应用的瓶颈问题。提出一种通过建表 ,以及对传统二进制算法进行改进 ,即将指数进行 2 k进制化 ,减少原 BR算法迭代次数 ,提高加密解密速度的算法。

ECC

ECC (Elliptical Curve Cryptography,椭圆曲线加密)算法不椭圆曲线理论为基础,在创建密钥时可以更快,更小,并且更有效,它是用大质数的积来产生。

目前Java 6公提供了DH和RSA两种算法实现,通过Bouncy Castle可以实现Elmal算法支持,另ECC加密算法,目前没有开源组件提支持

对称加密算法

对加密和解密使用相同密钥的加密算法。由于其速度,对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。对称性加密也称为密钥加密。对称式数据加密的方式的工作原理如图。所谓对称,就是采用这种加密方法的双方使用方式用同样的密钥进行加密和解密。密钥实际上是一种算法,通信发送方使用这种算法加密数据,接收方再以同样的算法解密数据。因此对称式加密本身不是安全的。常用的对称加密有:

DES、IDEA、RC2、RC4、SKIPJACK算法等 。

采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密,也称为单密钥加密。

HASH算法

常用的摘要算法包括MD5,SHA1,SHA256

消息摘要算法的特点:

  • 无论输入的消息有多长,计算出来的消息摘要的长度总是固定的。
  • 消息摘要看起来是“随机的”。这些比特看上去是胡乱的杂凑在一起的。
  • 一般地,只要输入的消息不同,对其进行摘要以后产生的摘要消息也必不相同;但相同的输入必会产生相同的输出。
  • 消息摘要函数是无陷门的单向函数,即只能进行正向的信息摘要,而无法从摘要中恢复出任何的消息,甚至根本就找不到任何与原信息相关的信息。
  • 好的摘要算法,无法找到两条消息,是它们的摘要相同。
# Https 

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