說到 HTTPS 相信大部分人都是不陌生，因為目前我們使用的絕大數網站都是基于 HTTPS 的，比如以下這些：

那么問題來了，他們為什么要使用 HTTPS 呢？HTTPS 有哪些過人之處呢？

1.HTTP

在說 HTTPS 之前，我們先要了解 HTTP，因為 HTTP 是 HTTPS 通訊的基礎。HTTP（HyperText Transport Protocol）超文本傳輸協議，它用于傳輸客戶端和服務器端的數據。HTTP 使用很簡單也很方便，但卻存在以下 3 個致命問題：

使用明文通訊，內容可以被竊聽。

不驗證通訊方的真實身份，可能會遭到偽裝。

無法證明報文的完整性，很容易被篡改。

鑒于以上問題，所以現在的系統會使用 HTTPS 來替代 HTTP。

2.HTTPS

首先來說，HTTPS 并不是一種新的協議，而是在 HTTP 協議的基礎上添加了加密機制 SSL（Secure Socket Layer）或 TLS（Transport Layer Security）。HTTPS = HTTP + 加密 + 認證 + 完整性保護。

SSL 和 TLS

SSL（Secure Socket Layer）最早是由瀏覽器開發廠商網景公司開發的，此公司開發了 SSL 3.0 及 3.0 之前的版本，之后便將 SSL 交給了 IETF（Internet Engineering Task Force）Internet 工程任務組的手中，IETF 以 SSL 3.0 為基礎開發了 TLS 1.0，所以可以認為 TLS 是 SSL 的“新版本”。

2.1 解決信任問題

作為 HTTPS 來說，首先要解決的就是信任問題，也就是身份效驗的問題，如果不解決信任問題就會存在服務器偽裝，也就是“中間人攻擊”的問題。所謂的中間人攻擊指的是，正常情況下本該是客戶端和服務端直接進行交互的，但此處沖出來一個“壞人”（中間人），它包含在客戶端和服務器端之間，用于盜取和篡改雙方通訊的內容，如下圖所示：

HTTPS 解決信任問題采用的是數字證書的解決方案，也就是服務器在創建之初，會先向一個大家都認可的第三方平臺申請一個可靠的數字證書，然后在客戶端訪問（服務器端）時，服務器端會先給客戶端一個數字證書，以證明自己是一個可靠的服務器端，而非“中間人”。此時瀏覽器會負責效驗和核對數字證書的有效性，如果數字證書有問題，那么客戶端會立即停止通訊，如果沒問題才會執行后續的流程，如下圖所示：

有了數字證書之后，就可以驗證服務器端的真實身份了，這樣就解決了“中間人攻擊”的問題，也解決了偽裝的問題。

2.2 解決明文傳輸和完整性問題

雖然上面我們已經解決了信任問題，然而因為通訊雙方是明文通訊的，所以在通訊時依然存在通訊內容被竊聽的風險，此時應該怎么辦呢？于是我們想到，使用加密來解決信息暴露的問題。

加密的分類

加密主要分為兩大類：對稱加密和非對稱加密。

在對稱加密中，有一個共享秘鑰，通過這把共享秘鑰可以實現信息的加密和信息的解密，它的特點是加密和解密的速度很快，但因為共享秘鑰的問題，一旦共享秘鑰被截獲，那么所謂的加密和解碼也就是一紙空談了。

• 在非對稱加密中，有一對秘鑰：公鑰和私鑰，使用公鑰可以加密信息，但不能解密信息，使用私鑰可以解密信息。它的特點是服務器端保存私鑰，不對外暴露，只將公鑰發送給客戶端，而其他人即使拿到公鑰，也解密不了加密的信息，所以此方式更安全，但非對稱加密的執行速度比較慢。
• 那在 HTTPS 中要使用對稱加密還是非對稱加密呢？使用對稱加密，速度快，但不安全；使用非對稱加密安全，但速度慢。只有小孩做選擇，成年人都要，所以 HTTPS 中既使用了非對稱加密也使用了對稱加密，它的整個交互流程是這樣的：

HTTPS 執行流程如下：

• 客戶端使用 HTTPS 訪問服務器端。
• 服務器端返回數字證書，以及使用非對稱加密，生成一個公鑰給客戶端（私鑰服務器端自己保留）。
• 客戶端驗證數字證書是否有效，如果無效，終止訪問，如果有效：

使用對稱加密生成一個共享秘鑰；

使用對稱加密的共享秘鑰加密數據；

使用非對稱加密的公鑰加密（對稱加密生成的）共享秘鑰。

發送加密后的秘鑰和數據給服務器端。

• 服務器端使用私鑰解密出客戶端（使用對稱加密生成的）共享秘鑰，再使用共享秘鑰解密出數據的具體內容。
• 之后客戶端和服務器端就使用共享秘鑰加密的內容內容進行交互了。

這樣，HTTPS 既保證了安全性，同時又保證了高效性，可謂魚和熊掌兼得。

使用加密的方式也間接的保證了數據的完整性問題，如果是不完整的數據或有多余的數據，那么在解密時會報錯，這樣就能間接的保證數據的完整性了。

總結

使用 HTTP 協議存在明文通訊和中間人攻擊等問題，但這些問題在 HTTPS 中得到了有效的解決，HTTPS 通過數字證書解決了中間人攻擊的問題，使用加密手段解決了明文通訊和數據完整性的問題。

參考 & 鳴謝

《圖解HTTP》 

《圖解TCP/IP網絡知識輕松入門》