HTTPS 的加密过程了解吗？

大多数大学生对于 408 之一的计算机网络的基础是很薄弱的，要想在面试中脱颖而出，那么基础必须要打好，因此本文来详细分析以下 HTTPS 的加密过程，用图文结合的方式，让你加强记忆。

题目

HTTPS 的加密过程了解吗？

推荐解析

为什么要用 HTTPS ？

安全性

http 是一个简单的请求-响应协议，特点是无状态和明文传输、而https，实际上是 http 加上 SSL / TLS 协议组合形成的一种加密传输协议。如果网站采用 http 协议，因为该协议不加密，极容易遭遇中间人攻击，用户的个人隐私和一些敏感数据很容易泄露。https 则因为 ssl 协议的存在，会对网站与客户端之前传输的数据进行加密，增加中间人破解成本，但是 HTTPS 不是一定安全的。

举个例子：你主动去点击中间人服务器的不安全证书，用户接受了中间人的伪造的证书，那么 CA 就无用了，中间人可以伪造服务端发送的公钥，从而让截取信息。

响应速度

HTTP 的响应速度更快，HTTP 需要三次握手，而 HTTPS 还要加上  SSL / TLS 的握手时间，明显增加了不少。

端口

HTTP 是 80 端口，而 HTTPS 是 443 端口。

HTTPS 的核心 - SSL / TLS 协议

SSL 指安全套接字协议（ Secure Sockets Layer ），首次发布与 1996 年。经过漏洞修复、版本更新，SSL 从 3.0 版本才算正式发布，前两个版本漏洞过多，SSL 3.0 升级后变成 TLS 1.0，通常把 HTTPS 中的核心加密协议混称为 SSL/TLS。

SSL / TLS 的工作原理

SSL/TLS 的核心要素是非对称加密。非对称加密采用两个密钥，一个公钥，一个私钥。

公钥：加密、认证。

私钥：解密，签名。

非对称加密小总结：

1）适合在不可信的环境中安全通信，数据传输。

2）算法复杂，安全性相对于对称加密更高。

3）由于加密速度较慢，不适合大数据量加密和解密，因此后文的 HTTPS 一次非对称加密和多次对称加密的原因由此而来。

常见的非对称加密算法：

1）RSA

使用场景：简单易用，用于数据加密和数字签名，应用最广泛的非对称加密算法。

缺点：运算速度慢，不适合大数据量加密

建议用 2048 位或以上的密钥长度，否则破解可能性较大。

2）DSA

使用场景：适合生成数字证书

优点：数字签名速度生成快

缺点：不能应该能有数据加密，而且签名过程需要随机数的保证。

3）ECC

常见的对称加密算法：

1）DES

使用 64 位的密钥（有效密钥为 56 位，8 位奇偶校验位）和 64 位的明文进行加密，安全性不够，在短时间内即可被破解。

2）3DES

向 AES 过渡的加密算法，采用加密->解密->加密的方法，当三个密钥均相同，即可实现一次加密，目的是为了兼容 DES，安全性提升，但处理速度不高，因此有了后面的 AES。

3）AES

全称：Advanced Encryption Standard 先进的对称加密算法。使用 128 位、192 位、256 位的密钥对数据进行加密或解密，安全性更高。AES 在速度上比 3DES 快，安全性也领先 3DES。

HTTPS 的加密过程（重点）

1）Client Hello：信息包括：TLS 版本，加密套件，Client 随机数

2）Server Hello：收到 Client Hello，告知 Client 确认 TLS 版本，加密套件，随机数的信息（可以理解为 ACK 模式），然后将自己的 Server 随机数发给 Client，接着发送自己的证书给 Client，证书发送了，而证书里面有公钥，因此公钥也被携带给了 Client。

3）Client 收到证书后，去对照自己的证书信任列表来确认服务器是否可信，并生成一个随机字符串（称为预主密钥），并用收到公钥将其进行加密，将加密后的预主密钥发送给服务器。

4）Server 收到预主密钥后，用自己的私钥（跟公钥是一对，当时和证书一起发送给了客户端，私钥服务端自己留着用于解密）解密预主密钥，获取真正的预主密钥。

5）Client 和 Server 双方使用相同的算法进行通信，双方此时都获得了 Client 随机数、Server 随机数、预主密钥，生成相同的密钥 Key 用于后面通信的对称加密。

6）Client 发送 Finished 消息

7）Server 发送 Finshed 消息

8）成功建立安全连接，使用共同的 Key 对称加密进行通信。

总结：1 次非对称加密，多次对称加密用来通信，正好符合两种算法的使用场景。

举个例子：看浏览器左上的小锁，点连接安全。

详细流程图展示：

其他补充

鱼聪明 AI 的回答：

鱼聪明 AI 地址：https://www.yucongming.com/

1）客户端发起 HTTPS 请求：客户端（一般是浏览器）向服务器发起 HTTPS 请求，请求中包含一个随机数（ClientRandom），该随机数用于后续生成对称加密密钥。

2）服务器发送证书：服务器收到请求后，会向客户端发送自己的数字证书。证书中包含服务器的公钥，并由可信的证书颁发机构（CA）签名，用于验证证书的真实性。

3）客户端验证证书：客户端收到服务器的证书后，会验证证书的有效性。验证包括检查证书是否过期、是否被吊销、是否由受信任的 CA 签名等。

4）客户端生成随机数：客户端生成一个随机数（PreMasterSecret），该随机数用于生成对称加密的会话密钥。

5）客户端使用服务器公钥加密随机数：客户端使用服务器的公钥对生成的随机数进行加密，然后发送给服务器。

6）服务器使用私钥解密随机数：服务器收到客户端发送的加密随机数后，使用自己的私钥进行解密，得到生成的随机数。

7）客户端和服务器生成会话密钥：客户端和服务器使用各自生成的随机数以及 ClientRandom 和 ServerRandom（服务器发送给客户端的另一个随机数）等信息，通过一定的算法生成对称加密的会话密钥。

8）客户端和服务器开始加密通信：客户端和服务器使用会话密钥进行对称加密，保证通信过程中传输的数据的机密性和完整性。

知乎回答：

1）https 虽然提供了消息安全传输的通道，但是每次消息的加解密十分耗时，消息系统资源。所以，除非在一些对安全性比较高的场景下，比如银行系统，购物系统中我们必须要使用 https 进行通信，其他一些对安全性要求不高的场景，我们其实没必要使用 https。

2）使用 https 需要使用到数字证书，但是一般权威机构颁发的数字证书都是收费的，而且价格也是不菲的，所以对于一些个人网站特别是学生来讲，如果对安全性要求不高，也没必要使用 https。

图解《HTTP》：

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小林 coding：https://xiaolincoding.com/network/2_http/https_rsa.html#tls-

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在阅读本文之后，你应该对 HTTPS 加密过程以及，一些前置知识，像为什么要用 HTTPS，HTTPS 的核心 SSL/ TLS 协议，加密算法使用场景和常见的加密算法，接下来我提出三个问题，欢迎小伙伴在评论区分享自己的见解，一起进步！

1）HTTPS 加密一定安全吗？

2）项目中如何去使用 HTTPS 请求，SSL 证书可以免费申请吗？

3）HTTPS 全都是用对称加密算法吗？