网络（9）-HTTPS协议

一、HTTPS的概念

HTTPS （全称：Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer），是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性。HTTPS 在HTTP 的基础下加入SSL 层，HTTPS 的安全基础是 SSL，因此加密的详细内容就需要 SSL。 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，例如交易支付等方面。

二、与HTTP原理区别

HTTPS 主要由两部分组成：HTTP + SSL / TLS，也就是在 HTTP 上又加了一层处理加密信息的模块。服务端和客户端的信息传输都会通过 TLS 进行加密，所以传输的数据都是加密后的数据。

1.HTTP 原理

① 客户端的浏览器首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过TCP 来完成的，一般 TCP 连接的端口号是80。建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是 MIME 信息包括请求修饰符、客户机信息和许可内容 [2] 。
② 服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是 MIME 信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容 [2] 。

2.HTTPS 原理

① 客户端将它所支持的算法列表和一个用作产生密钥的随机数发送给服务器；
② 服务器从算法列表中选择一种加密算法，并将它和一份包含服务器公用密钥的证书发送给客户端；该证书还包含了用于认证目的的服务器标识，服务器同时还提供了一个用作产生密钥的随机数；
③ 客户端对服务器的证书进行验证（有关验证证书，可以参考数字签名），并抽取服务器的公用密钥；然后，再产生一个称作 pre_master_secret 的随机密码串，并使用服务器的公用密钥对其进行加密（参考非对称加 / 解密），并将加密后的信息发送给服务器；
④ 客户端与服务器端根据 pre_master_secret 以及客户端与服务器的随机数值独立计算出加密和 MAC密钥（参考 DH密钥交换算法）；
⑤ 客户端将所有握手消息的 MAC 值发送给服务器；
⑥ 服务器将所有握手消息的 MAC 值发送给客户端。

三、HTTPS的优缺点

1.优点

1、使用HTTPS协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；
2、 HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比HTTP协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性；
3、 HTTPS是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本；

2.缺点

1、相同网络环境下，HTTPS协议会使页面的加载时间延长近50%，增加10%到20%的耗电此外，HTTPS协议还会影响缓存，增加数据开销和功耗；
2、 HTTPS协议的安全是有范围的，在黑客攻击、拒绝服务攻击和服务器劫持等方面几乎起不到什么作用；
3、最关键的是，SSL证书的[信用链][Link6]体系并不安全特别是在某些国家可以控制CA根证书的情况下，中间人攻击一样可行；
4、成本增加部署HTTPS后，因为HTTPS协议的工作要增加额外的计算资源消耗，例如SSL协议加密算法和SSL交互次数将占用一定的计算资源和服务器成本在大规模用户访问应用的场景下，服务器需要频繁地做加密和解密操作，几乎每一个字节都需要做加解密，这就产生了服务器成本随着[云计算][Link7]技术的发展，[数据中心][Link8]部署的服务器使用成本在规模增加后逐步下降，相对于用户访问的安全提升，其投入成本已经下降到可接受程度；

四、应用方案实践

现有互联网环境中仍大约有65%的网站使用 HTTP 协议，此部分的互联网站的用户访问会存在很高的安全隐患，导致信息泄露、木马植入等情况出现。针对这一情况，为互联网提供安全服务而采用 HTTPS 已是大势所趋。HTTP 到 HTTPS 的转向可以帮助企业网提升用户访问安全水平，特别是对于有敏感信息保存和提供金融交易等服务的企业更有帮助。

1、从HTTP转向HTTPS的应用改造要点：HTTP页面分析评估信息数据安全等级；WEB页面访问改造；站点证书申请和部署；启用HTTPS协议支持，增加TCP-443端口，对外服务；
2、从HTTP转向HTTPS的CDN服务改造要点：CDN侧调整网络服务；CDN站点增加对HTTPS协议支持；CDN站点对HTTPS加速技术进行优化提升稳定性；CDN站点支持端到端的全链路HTTPS支持能力；CDN站点增加CA证书部署的实施方案；

参考资料：

1、 https://baike.baidu.com/item/https/285356?fr=aladdin；