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SSL/TLS 1.2过程：Client端如何验证服务端证书？

news 来源：原创 2025/8/13 15:26:02

快速回顾非对称加密和对称加密

首先快速说一下非对称加密和对称加密。非对称加密，就是有一个公钥和私钥(成对存在)。
公钥对一段文本A加密得到文本B，只有对应的私钥能对B解密得到A。
私钥对一段文本C加密得到文本D，只有对应的公钥能对D解密得到C。
也就是一个密钥加密，只能用另一个密钥解密。不能用本身或者其他任何密钥解密。

对称加密则是另一种方式，一个密钥M对一段文本E加密得到文本F，只能由这个密钥M对文本F解密得到E。

快速回顾https

然后 https = http + SSL/TLS
SSL/TLS就是保证安全性，保证发送请求的时候不被第三方攻击。

前置知识

1、TLS主要是验证服务端是安全的
2、TLS证书安装在服务端，服务端有一对公钥和私钥
3、公钥全部人可见，私钥只有自己可见
4、除非双向认证，否则只有客户端验证服务端的身份

SSL/TLS 1.2过程

TLS/SSL过程：

1、客户端发送 ClientHello
2、服务端响应 ServerHello
3、服务端主动发送证书 (SSL证书，安装于服务端)
4、服务端发送ServerHelloDone
5、客户端验证服务端的SSL证书
(验证证书是重要的一步，后续会主要讲这个。主要目的就是为了验证服务端是经过CA机构认证的，并且正确拿到服务端的公钥)。
6、客户端生成一个密钥M，拿到服务端证书里带的服务端的公钥，加密M得到M1
7、客户端发送 ClientKeyExchange: 就是把M1发给服务端
8、服务端拿到M1，用服务端的私钥解密M1得到M：只有服务端能拿到这个M1
9、双方根据M生成主密钥S1和会话密钥S2：注意此时只有客户端和服务端知道S1和S2，其他人都不知道
10、客户端发送 ChangeCipherSpec 和 Finished
11、服务器响应 ChangeCipherSpec 和 Finished
12、确认完毕，后面都用S2对称加密文本。发的时候S2加密，解的时候S2解密。

这样为什么安全？

因为第5步，客户端正确拿到了服务端的公钥；公钥就是明文的，所有人都能拿到。
服务端的公钥加密的文本只能被服务端解密(只有服务端有对应私钥)，所以可以发送一些信息给服务端。比如第8步的M1。

证书长啥样？

服务端证书:

公钥：重要，一定要正确。
数字签名：重要，这个数字签名能保证这个证书是被CA机构认证过的，公钥是真的。
不然不法分子伪造一个证书，然后你拿到一个假的公钥，那么后续的发送消息都要被不法分子盗了。

CA机构

简单理解就是一些很权威的机构，能够给别人的证书加上数字签名。证书有了这个数字签名，这个证书就是被认证的证书，那么服务端就是被信任的。

CA机构怎么给别人的证书加上数字签名

CA机构也有证书。其中有一个是根证书，是被信任的证书，它被安装在操作系统中。大概操作系统开发者实地走访找到CA机构，并且拿到了根证书。

如上所述，根证书上有CA的C1，和它的数字签名。
根证书这个数字签名是它自己给自己签名的，叫做自签名证书。

CA机构有一个私钥C0，只有CA机构自己知道。
给某个证书签名步骤：
1、拿到这个证书的公钥C11和其他信息
2、计算 Hash (公钥C11 + 其他信息) = 一串hash后的结果A
3、用C0给A加密，得到A1。A1就是这个数字签名

为啥说有了签名就能验证服务端的确是被真正的CA机构认证过的呢？
看下一个

客户端如何验证服务端的SSL证书

上面说到，A1就是数字签名。客户端也安装了CA机构的证书，根证书，所以也有CA机构的公钥C0。
客户端验证服务端证书步骤：
1、客户端拿到证书，并且拿到里面的服务端公钥C11和数字签名A1，以及其他信息
2、客户端用C1给A1解密，会得到A
3、客户端计算 Hash (公钥C11 + 其他信息) = 一串hash后的结果B
4、验证A == B，一旦A和B相等，说明了服务端公钥C11 + 其他信息都是正确的
验证没问题后，说明C11正确。这也是TLS认证的第5步，主要目的是拿到正确的服务端公钥。拿到后就能开始按照上面第6步以后通信了。

什么是中间CA

CA机构有一个权威的根证书。用这个根证书给某个CA1证书签名。那么这个CA1证书也是可信赖的了。然后CA1也可以用上面的方法给服务端签名，当然也可以给CA2签名。
CA1，CA2都是中间CA。根CA给CA1签名，CA1给CA2签名，CA2给CA3签名，等等。最后一个CAn给服务端签名。CA1，CA2… CAn都是中间证书。
验证步骤就变成了，先用CAn验证服务端有没有问题，再用CA(N-1)验证CAn对不对，最后用根CA验证CA1是不是对的。一步步往上回溯。
最顶层的就是之前说的根证书。中间的都是中间CA证书。最底层的是服务端证书，也就是叶证书。
只要能回溯到根证书，那么这个验证就是通过的。
有了中间CA，一般的证书长这样：

可信任证书

上面说到根证书是被信任的。其实也可以把中间CA证书放入电脑的信任列表里。这样回溯到这个中间CA就可以了。也就是能根据叶证书，中间证书慢慢回溯到某一个被信任的证书就可以了。

所以，对于内部系统，其实可以自己给自己的服务端生成一个证书(主要就是公钥和私钥)，然后把它放入信任列表里。或者自己生成一个CA证书，把它放入信任列表里。

因为根CA是自签名证书。所以可以自己内部也生成一个自签名证书，把它放入信任列表里，充当CA根证书，并且用这个CA根证书给自己内部的服务都加上签名，就不会有SSL问题。其实也是安全的，因为这个根证书是自己造的，那么公钥肯定是可信任的。