https如何工作

一、http

网络协议基于分层架构构建了七层模型，是ISO建立的用于计算机或者通信系统之间的互联的标准体系。下图展示了其中的五层：

http被称为超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，建立在应用层当中。主要用于从www服务器传输超文本到本地浏览器，更加得高效。

由于http协议是明文传输，也不要求验证主体，所以在传输过程很容易被获取数据内容，这对于互联网数据来说是很不安全的，因此，https就应运而生。

二、加密算法

在了解https之前，需要对一些加密算法有一个概念：

1、对称加密

我们使用密钥A去加密一段数据内容，再使用密钥B去解密这段数据内容，如果加密的密钥A和解密的密钥B是一样的，那么这就是对称加密。如：AES、DES加密算法

2、非对称加密

非对称加密则加密的密钥A和解密的密钥B不一样，所以非对称加密需要两个密钥，它们是成对存在的。通常称用于加密和传输的密钥为公钥，用于解密的密钥为私钥，私钥不在网络中传输。被公钥加密的数据，必须使用对应的私钥才能解密。如：数字签名

3、hash算法（下文不涉及hash算法，这里简单提及）

hash算法是一种简单的单向算法，通过hash算法可以针对数据内容生成一段特定长度、唯一的hash值，但是hash值是不可逆的，经常用于不需要数据还原的完整性校验上。如：MD5、SHA算法

三、https

在上文中，我们了解了http是不安全的明文传输，那https是怎么做到安全传输的呢？

其实https并不是应用层上的一个新的通信协议，它只是在http的基础上加入了一层SSL或TLS，如图：

下面我们通过一个思考过程来了解https是如何工作的：

1、简单对称加密

既然http是不安全的协议，那么我如果希望传输的数据是安全的要怎么办呢？我们能想到的最简单的办法就是对被传输的数据进行加密处理，当传到服务器以后进行数据解密。如图：

这样存在什么问题呢？很显然，如何有人在传输过程截获了data和key，那么他便可以进行解密，所以这样简单的解密过程并不能保证通信安全。

2、非对称加密解决安全问题

我们看到，简单的对称加密是不能保证通信安全的。并且，我们发现不安全的主要原因是在于key是可以被截获并用来解密数据的。

根据这个问题点，我们考虑一下非对称加密。非对称加密中私钥用来解密，公钥用来加密和传输。那么用来解密的私钥就不会被截获，或者截获了公钥却并不能解密。这么一看，似乎非对称加密已经能够解决通信安全方面的问题了，如图：

通过传输公钥来加密，以及通过私钥来解密达到了传输过程解决安全问题。但是非对称加密算法的效率是远不及对称算法的，如果存在大量的数据传输，那么非对称加密为了安全性就需要付出很大的低效成本，这对于当前互联网环境来说是不可接受的，那么如何解决效率问题呢？

3、混合使用解决安全和效率问题

我们可以这么思考，既然对称加密高效，非对称加密安全，那么我们能否设计一个流程同时利用这两个特性呢？

基于这个想法，我们想数据data通过对称加密，而需要用来解密数据的key通过非对称加密。到服务端以后，先解密key，然后再通过key对称解密大量数据的data，这样既解决了安全性问题，又解决了大量数据传输效率的问题。如图：

在上面这个思考过程中，我们从对称加密的不安全到解决非对称加密的效率，了解了https是如何实现安全通信的。

四、证书

上面的过程中，我们使用公钥私钥等来加密解密，但是这里面存在一个问题。客户端或者服务端如何知道对方是否是伪造的呢？

从现实生活中类比，如果你需要购买一颗钻石，但你怎么知道这颗钻石是否是真钻呢，为此你需要查看这颗钻石是否配有相应的证书。密钥也一样，密钥需要证书来证明它是可以被信任的。

这里的类比你可能会存在以下两个疑惑：

1、客户端或者浏览器等如何知道密钥是有效的可以被信任的？

其实浏览器之类的客户端内置了很多根证书，所以一个需要被验证的密钥会根据这些内置的根证书进行验证。如：Android已经将150+个CA证书内置在手机当中，这些证书被全世界所信赖。

2、它们又是如何知道证明密钥有效的证书是不是也是被伪造的呢？

在这里要先提及一个证书链的概念，如：

证书A是可信任的，证书A信任证书B，证书B信任证书C，根据这样的依托关系，那么证书B、C也是可信任的，这个即证书链。

所以当我们要验证证书是否有效的时候，只需要去验证证书是否在可信任的证书链当中即可。如：阿里云给你颁发了证书，那么它会在阿里云的证书链上去验证证书的有效性。所以如果是一个伪造的证书是无法进入证书链的，也就是无效的不被信任的证书。

参考文章：

http://www.songzhw.com/2016/09/13/how-does-https-work/

https://blog.csdn.net/wen303614/article/details/62422856