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HTTPS SSL/TLS 工作流程

news 来源：原创 2025/8/14 9:46:17

目录

      • 一、HTTP/HTTPS 简介
        • 1、HTTP协议相关内容
        • 2、HTTPS协议
        • 3、HTTP版本差异：
      • 二、HTTPS 协议工作流程解析
        • 1. 客户端请求 SSL 握手
        • 2. 服务端接收 SSL 握手连接
        • 3. TLS 握手中的密钥协商
        • 4. HTTP 数据的加密与解密
        • 5. 安全性保障
      • 三、HTTPS 协议的相关知识拓展
        • 1. TLS 与 SSL 的区别
        • 2. HTTPS 的性能优化
        • 3. HTTPS 的安全性
      • 四、深入学习 HTTPS 和网络安全的书籍与资源
        • 推荐书籍
        • 推荐博客
      • 五、配置 HTTPS 的实践建议
        • 1. 使用 Let’s Encrypt 免费证书
        • 2. 强制 HTTPS
        • 3. 启用 HTTP/2
      • 六、进一步学习建议

一、HTTP/HTTPS 简介

HTTP（超文本传输协议）是用于传输超媒体文档（如 HTML）的应用层协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。
在这里插入图片描述

1、HTTP协议相关内容
  • URL结构：http://host[":"port][abs_path]，其中host是主机名，port是端口（默认端口80），abs_path是绝对路径。例如http://www.example.com:8080/index.html，这里www.example.com是主机名，8080是端口（非默认），/index.html是绝对路径。
  • 请求：包含请求行、消息报头、请求正文。
    • 请求行：如GET /index.html HTTP/1.1\r\n\r\n，GET是方法（表示请求资源），/index.html是请求的URI（统一资源标识符），HTTP/1.1是HTTP版本，\r\n\r\n是回车换行符，用于分隔请求行和消息报头。
    • 消息报头：包含各种请求相关的信息，如User-Agent（用户代理，标识客户端信息）、Accept（可接受的内容类型）等。
    • 请求正文：一般在POST等请求方法中携带数据，如表单提交的数据等。
  • 响应：由状态行、消息报头、响应正文组成。
    • 状态行：如HTTP/1.1 200 OK\r\n，HTTP/1.1是版本，200是状态码（表示成功），OK是状态描述。常见状态码还有404（未找到资源）、500（服务器内部错误）等。
    • 消息报头：例如Server: XHttpd\r\n（服务器软件信息）、Content-Type: text/html\r\n（响应内容类型）、Content-Length: 128\r\n\r\n（响应内容长度）等。
    • 响应正文：实际返回的数据，如网页的HTML代码等。
2、HTTPS协议
  • HTTPS是HTTP的安全版本，在HTTP的基础上通过SSL/TLS协议进行加密传输，默认端口是443。它可以保证数据传输的安全性和完整性，防止数据被窃取、篡改等。例如在进行网上银行交易、登录重要账号等场景中，通常使用HTTPS协议来确保信息安全。
3、HTTP版本差异：
  • HTTP 1.0：默认使用短连接，即每次请求都要建立一次TCP连接，请求结束后关闭连接，效率较低。
  • HTTP 1.1：默认使用长连接，在一定时间内保持TCP连接不断开，多个请求可以复用同一个连接，提高了传输效率。

二、HTTPS 协议工作流程解析

在这里插入图片描述

我们先通过流程图对 HTTPS 的工作机制做逐步讲解：

1. 客户端请求 SSL 握手

当用户访问一个 HTTPS 网站时，客户端（如浏览器）会发起 SSL/TLS 握手请求。这是 HTTPS 工作的第一步，其目的是协商安全通信所需的协议版本、加密算法和会话密钥。

  • 关键点：
    • 客户端会发送支持的协议版本（如 TLS 1.2 或 TLS 1.3）和加密套件列表。
    • 提供一个随机数（Client Random）以参与后续的密钥生成。
2. 服务端接收 SSL 握手连接

服务端响应握手请求，返回以下信息：

  • 服务端随机数：Server Random，与客户端随机数一起用于密钥生成。
  • 数字证书：由可信 CA 签发，包含服务端的公钥，用于验证服务端身份。
  • 选定的加密算法：从客户端提供的加密套件中选择。

如果客户端验证数字证书失败（例如伪造网站证书或 CA 不可信），通信会终止。

3. TLS 握手中的密钥协商
  • 客户端生成会话密钥：客户端生成一个 Pre-Master Secret，用服务端公钥加密后发送给服务端。
  • 服务端解密 Pre-Master Secret：服务端使用私钥解密得到 Pre-Master Secret。
  • 对称密钥生成：客户端和服务端通过 Client Random、Server Random 和 Pre-Master Secret 派生出相同的对称加密密钥，用于后续的加密通信。
4. HTTP 数据的加密与解密
  • 握手完成后，双方基于协商的对称密钥加密传输数据。
  • 客户端：将 HTTP 请求（包括请求头和数据）加密为 TLS 记录数据。
  • 服务端：接收加密的 TLS 数据，解密后提取 HTTP 请求内容并处理。
  • 服务端响应：生成 HTTP 响应（例如网页 HTML 或 JSON 数据），加密后通过 TLS 通道返回客户端。
  • 客户端解密：解析 TLS 记录数据，提取 HTTP 响应内容并呈现给用户。
5. 安全性保障

HTTPS 的核心优势在于：

  • 保密性：防止数据被窃听。
  • 完整性：防止数据被篡改。
  • 认证性：验证通信双方的身份。

三、HTTPS 协议的相关知识拓展

1. TLS 与 SSL 的区别
  • SSL（Secure Sockets Layer）：由网景公司开发的早期版本（1.0-3.0）。
  • TLS（Transport Layer Security）：SSL 的后续版本，主要包括 TLS 1.0、1.2 和最新的 TLS 1.3。
  • TLS 1.3 特性：
    • 简化握手流程，提升性能。
    • 移除了一些不安全的算法（如 RSA 密钥交换）。
2. HTTPS 的性能优化

尽管 HTTPS 增加了握手和加密的计算开销，但现代优化技术（如 TLS Session Resumption 和 HTTP/2）使得其性能接近 HTTP：

  • TLS Session Resumption：允许复用之前的会话密钥，避免重新握手。
  • HTTP/2：多路复用、头部压缩等特性提升了 HTTPS 的性能。
3. HTTPS 的安全性

尽管 HTTPS 非常安全，但仍需注意：

  • 中间人攻击（MITM）：通过伪造证书拦截通信。
  • 证书信任链问题：不可信的 CA 可能签发伪造证书。
  • 证书吊销与 OCSP：浏览器需要验证证书是否被吊销，提升安全性。

四、深入学习 HTTPS 和网络安全的书籍与资源

推荐书籍
  1. 《HTTP权威指南》（HTTP: The Definitive Guide）
    • 一本深入讲解 HTTP 协议的经典著作，适合理解 HTTPS 的基础原理。
  2. 《SSL和TLS协议详解》（SSL and TLS: Designing and Building Secure Systems）
    • 深入讲解 SSL/TLS 协议的握手流程、加密算法和实现细节。
  3. 《计算机网络：自顶向下方法》（Computer Networking: A Top-Down Approach）
    • 一本综合性的网络书籍，涵盖 HTTPS、TLS 和加密协议等内容。
  4. 《Kali Linux 网络安全渗透测试》
    • 偏向实战，适合了解 HTTPS 安全漏洞的实际检测。
推荐博客
  1. Cloudflare Blog
    • 高质量的网络技术博客，涵盖 HTTPS、TLS 1.3 等最新发展。
  2. Mozilla Developer Network (MDN)
    • MDN 是学习 HTTP 和 HTTPS 的权威资源，内容详尽且直观。
  3. Let’s Encrypt
    • 聚焦于免费证书的颁发，帮助开发者快速配置 HTTPS。
  4. OWASP HTTPS Security Cheat Sheet
    • 关于 HTTPS 实践的安全指南，适合开发者快速了解配置要点。

五、配置 HTTPS 的实践建议

1. 使用 Let’s Encrypt 免费证书
  • 快速生成 HTTPS 证书并配置到服务器：
    sudo certbot --nginx
2. 强制 HTTPS
  • 配置 Web 服务器（如 Nginx）重定向 HTTP 到 HTTPS：
    server {listen 80;server_name example.com;return 301 https://$host$request_uri;
}
3. 启用 HTTP/2
  • 在 Nginx 中启用 HTTP/2：
    server {listen 443 ssl http2;...
}

六、进一步学习建议

  • 深入研究 TLS 1.3 的性能优化。
  • 实战配置 HTTPS，避免常见的安全漏洞。
  • 关注新型的安全协议（如 QUIC 和 HTTP/3）的发展。

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大家好，我是爱编程的喵喵。双985硕士毕业，现担任全栈工程师一职，热衷于将数据思维应用到工作与生活中。从事机器学习以及相关的前后端开发工作。曾在阿里云、科大讯飞、CCF等比赛获得多次Top名次。现为CSDN博客专家、人工智能领域优质创作者。喜欢通过博客创作的方式对所学的…...

编程日记 2025/8/11 7:36:26

玩转大语言模型——langchain调用ollama视觉多模态语言模型

系列文章目录 玩转大语言模型——ollama导入huggingface下载的模型 玩转大语言模型——langchain调用ollama视觉多模态语言模型 langchain调用ollama视觉多模态语言模型 系列文章目录前言使用Ollama下载模型查找模型下载模型 测试模型ollama测试langchain测试加载图片加载模型…...

编程日记 2025/8/14 6:25:18

【玩转MacBook】mdfind命令搜索

mdfind 是 macOS 上的一个命令行工具&#xff0c;它允许用户根据元数据来查找文件。mdfind 使用 Spotlight 索引来快速搜索文件系统中的项目。这意味着它可以非常快地找到文件&#xff0c;因为它不直接在磁盘上搜索&#xff0c;而是查询由 Spotlight 维护的索引数据库。 基本用…...

编程日记 2025/8/13 19:44:43

数据结构与算法之二叉树: LeetCode 637. 二叉树的层平均值 (Ts版)

二叉树的层平均值 https://leetcode.cn/problems/average-of-levels-in-binary-tree/description/ 描述 给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值与实际答案相差 1 0 − 5 10^{-5} 10−5 以内的答案可以被接受 示例 1 输入&#xff1a;root…...

编程日记 2025/8/11 19:23:40