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关于https对称加密非对称加密的信息

keros@mark 2022-07-14 资讯中心

今天给各位分享https对称加密对称加密的知识,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站。

www.keroschip.com

HTTPS 加密了什么内容

一般来说,HTTPS 主要用途有三个:一是通过证书等信息确认网站的真实性;二是建立加密的信息通道;三是数据内容的完整性。

那么加密的信息通道又加密了哪些信息呢?

签发证书的 CA 中心会发布一种权威性的电子文档——数字证书,它可以通过加密技术(对称加密与非对称加密)对我们在网上传输的信息进行加密,比如我在 Pornhub 上输入:

账号:cbssfaw

密码:123djaosid

可是这个数据被黑客拦截盗窃了,那么加密后,黑客得到的数据可能就是这样的:

账号:…≤˙

密码:§

最后一个就是验证数据的完整性,当数据包经过无数次路由器转发后会发生数据劫持,黑客将数据劫持后进行篡改,比如植入羞羞的小广告。开启HTTPS后黑客就无法对数据进行篡改,就算真的被篡改了,我们也可以检测出问题。

对称加密与非对称加密

对称加密

对称加密是指加密与解密的使用同一个密钥的加密算法。小编初中的时候传纸条使用了同一套加密密码,所以我用的加密算法就是对称加密算法。

目前常见的加密算法有:DES、AES、IDEA等

非对称加密

非对称加密使用的是两个密钥,公钥与私钥,我们会使用公钥对网站账号密码等数据进行加密,再用私钥对数据进行解密。这个公钥会发给查看网站的所有人,而私钥是只有网站服务器自己拥有的。

目前常见非对称加密算法:RSA,DSA,DH等。

HTTPS=数据加密+网站认证+完整性验证+HTTP

通过上文,我们已经知道,HTTPS 就是在 HTTP 传输协议的基础上对网站进行认证,给予它独一无二的身份证明,再对网站数据进行加密,并对传输的数据进行完整性验证。

HTTPS 作为一种加密手段不仅加密了数据,还给了网站一张身份证。

实现HTTPS,可以淘宝:Gworg 获取HTTPS加密协议。

https的加密机制,怎么加密

HTTPS协议在通信时,首先会采用公钥加密的方式,把密钥进行公钥加密,然后传输给服务器,服务器使用私钥解密出密钥后,客户端和服务器即可建立起安全的访问通道。在接下来的通信就会采用速度更快的共享密钥加密的方式进行数据传输。这样HTTPS协议就既拥有公钥加密的安全性,同时也拥有了通用加密的高速的两个优点。

对称加密:加密和解密用同一个密钥,客户端对数据加密,服务端解密拿到数据

非对称加密:使用公钥和私钥,公钥加密的内容只能私钥解开,私钥加密的内容所有公钥都能解开;私钥只保存在服务器端,公钥可以发送给所有客户端,可以保证客户端通过公钥加密的内容中间人无法破解

HTTPS 到底加密了些什么内容

https其实是有两部分组成: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。具体是如何进行加密,解密,验证的,且看下图。

1. 客户端发起https请求

客户端发起https请求就是指用户在浏览器里输入一个https网址,然后连接到server的443端口。

2. 服务器端的配置

采用https协议的服务器必须要有一套SSL数字证书,需要向CA组织(如WoSign沃通CA)申请。这套SSL证书其实就是一对公钥和私钥。如果对公钥和私钥不太理解,可以想象成一把钥匙和一个锁头,只是全世界只有你一个人有这把钥匙,你可以把锁头给别人,别人可以用这个锁把重要的东西锁起来,然后发给你,因为只有你一个人有这把钥匙,所以只有你才能看到被这把锁锁起来的东西。

3. 传送证书

这个证书其实就是公钥,只是包含了很多信息,如证书的颁发机构,证书过期时间等等。

4. 客户端解析证书

这部分工作是有客户端的TLS来完成的,首先会验证公钥是否有效,比如颁发机构,过期时间等等,如果发现异常,则会弹出一个警告框,提示证书存在问题。如果证书没有问题,那么就生成一个随机值。然后用证书对该随机值进行加密。就好像上面说的,把随机值用锁头锁起来,这样除非有钥匙,不然看不到被锁住的内容。

5. 传送加密信息

这部分传送的是用SSL证书加密后的随机值,目的就是让服务端得到这个随机值,以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密了。

6. 服务段解密信息

服务端用私钥解密后,得到了客户端传过来的随机值(私钥),然后把内容通过该值进行对称加密。所谓对称加密就是,将信息和私钥通过某种算法混合在一起,这样除非知道私钥,不然无法获取内容,而正好客户端和服务端都知道这个私钥,所以只要加密算法够彪悍,私钥够复杂,数据就够安全。

7. 传输加密后的信息

这部分信息是服务段用私钥加密后的信息,可以在客户端被还原。

8. 客户端解密信息

客户端用之前生成的私钥解密服务段传过来的信息,于是获取了解密后的内容。整个过程第三方即使监听到了数据,也束手无策。

HTTPS为什么安全?

HTTPS 的实现原理

大家可能都听说过 HTTPS 协议之所以是安全的是因为 HTTPS 协议会对传输的数据进行加密,而加密过程是使用了非对称加密实现。但其实,HTTPS在内容传输的加密上使用的是对称加密,非对称加密只作用在证书验证阶段。

HTTPS的整体过程分为证书验证和数据传输阶段,具体的交互过程如下:

① 证书验证阶段

浏览器发起 HTTPS 请求

服务端返回 HTTPS 证书

客户端验证证书是否合法,如果不合法则提示告警

② 数据传输阶段

当证书验证合法后,在本地生成随机数

通过公钥加密随机数,并把加密后的随机数传输到服务端

服务端通过私钥对随机数进行解密

服务端通过客户端传入的随机数构造对称加密算法,对返回结果内容进行加密后传输

为什么数据传输是用对称加密?

首先,非对称加密的加解密效率是非常低的,而 http 的应用场景中通常端与端之间存在大量的交互,非对称加密的效率是无法接受的;另外,在 HTTPS 的场景中只有服务端保存了私钥,一对公私钥只能实现单向的加解密,所以 HTTPS 中内容传输加密采取的是对称加密,而不是非对称加密。

为什么需要 CA 认证机构颁发证书?

HTTP 协议被认为不安全是因为传输过程容易被监听者勾线监听、伪造服务器,而 HTTPS 协议主要解决的便是网络传输的安全性问题。首先我们假设不存在认证机构,任何人都可以制作证书,这带来的安全风险便是经典的 “中间人攻击” 问题。

“中间人攻击”的具体过程如下:

过程原理:

本地请求被劫持(如DNS劫持等),所有请求均发送到中间人的服务器

中间人服务器返回中间人自己的证书

客户端创建随机数,通过中间人证书的公钥对随机数加密后传送给中间人,然后凭随机数构造对称加密对传输内容进行加密传输

中间人因为拥有客户端的随机数,可以通过对称加密算法进行内容解密

中间人以客户端的请求内容再向正规网站发起请求

因为中间人与服务器的通信过程是合法的,正规网站通过建立的安全通道返回加密后的数据

中间人凭借与正规网站建立的对称加密算法对内容进行解密

中间人通过与客户端建立的对称加密算法对正规内容返回的数据进行加密传输

客户端通过与中间人建立的对称加密算法对返回结果数据进行解密

由于缺少对证书的验证,所以客户端虽然发起的是 HTTPS 请求,但客户端完全不知道自己的网络已被拦截,传输内容被中间人全部窃取。

浏览器是如何确保 CA 证书的合法性?

1. 证书包含什么信息?

颁发机构信息

公钥

公司信息

域名

有效期

指纹

……

2. 证书的合法性依据是什么?

首先,权威机构是要有认证的,不是随便一个机构都有资格颁发证书,不然也不叫做权威机构。另外,证书的可信性基于信任制,权威机构需要对其颁发的证书进行信用背书,只要是权威机构生成的证书,我们就认为是合法的。所以权威机构会对申请者的信息进行审核,不同等级的权威机构对审核的要求也不一样,于是证书也分为免费的、便宜的和贵的。

3. 浏览器如何验证证书的合法性?

浏览器发起 HTTPS 请求时,服务器会返回网站的 SSL 证书,浏览器需要对证书做以下验证:

验证域名、有效期等信息是否正确。证书上都有包含这些信息,比较容易完成验证;

判断证书来源是否合法。每份签发证书都可以根据验证链查找到对应的根证书,操作系统、浏览器会在本地存储权威机构的根证书,利用本地根证书可以对对应机构签发证书完成来源验证; 

请点击输入图片描述

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判断证书是否被篡改。需要与 CA 服务器进行校验;

判断证书是否已吊销。通过CRL(Certificate Revocation List 证书注销列表)和 OCSP(Online Certificate Status Protocol 在线证书状态协议)实现,其中 OCSP 可用于第3步中以减少与 CA 服务器的交互,提高验证效率

以上任意一步都满足的情况下浏览器才认为证书是合法的。这里插一个我想了很久的但其实答案很简单的问题:

既然证书是公开的,如果要发起中间人攻击,我在官网上下载一份证书作为我的服务器证书,那客户端肯定会认同这个证书是合法的,如何避免这种证书冒用的情况?其实这就是非加密对称中公私钥的用处,虽然中间人可以得到证书,但私钥是无法获取的,一份公钥是不可能推算出其对应的私钥,中间人即使拿到证书也无法伪装成合法服务端,因为无法对客户端传入的加密数据进行解密。

4. 只有认证机构可以生成证书吗?

如果需要浏览器不提示安全风险,那只能使用认证机构签发的证书。但浏览器通常只是提示安全风险,并不限制网站不能访问,所以从技术上谁都可以生成证书,只要有证书就可以完成网站的HTTPS 传输。例如早期的 12306 采用的便是手动安装私有证书的形式实现 HTTPS 访问。

本地随机数被窃取怎么办?

证书验证是采用非对称加密实现,但是传输过程是采用对称加密,而其中对称加密算法中重要的随机数是由本地生成并且存储于本地的HTTPS

如何保证随机数不会被窃取?其实 HTTPS 并不包含对随机数的安全保证,HTTPS保证的只是传输过程安全,而随机数存储于本地,本地的安全属于另一安全范畴,应对的措施有安装杀毒软件、反木马、浏览器升级修复漏洞等。

用了 HTTPS 会被抓包吗?

HTTPS 的数据是加密的,常规下抓包工具代理请求后抓到的包内容是加密状态,无法直接查看。但是,正如前文所说,浏览器只会提示安全风险,如果用户授权仍然可以继续访问网站,完成请求。因此,只要客户端是我们自己的终端,我们授权的情况下,便可以组建中间人网络,而抓包工具便是作为中间人的代理。通常HTTPS抓包工具的使用方法是会生成一个证书,用户需要手动把证书安装到客户端中,然后终端发起的所有请求通过该证书完成与抓包工具的交互,然后抓包工具再转发请求到服务器,最后把服务器返回的结果在控制台输出后再返回给终端,从而完成整个请求的闭环。

既然 HTTPS 不能防抓包,那 HTTPS 有什么意义?

HTTPS可以防止用户在不知情的情况下通信链路被监听,对于主动授信的抓包操作是不提供防护的,因为这个场景用户是已经对风险知情。要防止被抓包,需要采用应用级的安全防护,例如采用私有的对称加密,同时做好移动端的防反编译加固,防止本地算法被破解。

总结

以下用简短的QA形式进行全文总结:

Q: HTTPS 为什么安全?

A: 因为 HTTPS 保证了传输安全,防止传输过程被监听、防止数据被窃取,可以确认网站的真实性。

Q: HTTPS 的传输过程是怎样的?

A: 客户端发起 HTTPS

请求,服务端返回证书,客户端对证书进行验证,验证通过后本地生成用于改造对称加密算法的随机数,通过证书中的公钥对随机数进行加密传输到服务端,服务端接收后通过私钥解密得到随机数,之后的数据交互通过对称加密算法进行加解密。

Q: 为什么需要证书?

A: 防止”中间人“攻击,同时可以为网站提供身份证明。

Q: 使用 HTTPS 会被抓包吗?

A: 会被抓包,HTTPS 只防止用户在不知情的情况下通信被监听,如果用户主动授信,是可以构建“中间人”网络,代理软件可以对传输内容进行解密。

分享一张详细的过程图:


频率:最大400KHz
存储:2K字节EEPROM
电压:1.8V~3.6V
封装:SOT23-6 , SOP8 , DFN-6.
https对称加密非对称加密的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,谢谢。

本文标签:https对称加密非对称加密

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