【转】Https内部机制基础知识

互联网权威机构 - CA 机构，又称为证书授权 (Certificate Authority) 机构，浏览器会内置这些"受信任的根证书颁发机构" (即 CA)。

数字证书

提及 HTTPS ，就会听到大家说需要证书才能部署，那么什么是证书呢？

因为互联网不安全，公匙也是信息的一部分，也是会有被篡改的风险的。所以引入了互联网权威机构 - CA 机构，又称为证书授权 (Certificate Authority) 机构，浏览器会内置这些"受信任的根证书颁发机构" (即 CA)。

服务端向权威的身份鉴定 CA 机构申请数字证书，CA 机构验证了网站之后，会把网站录入到内部列表，采用 Hash 把服务端的一些相关信息生成摘要，然后 CA 机构用自己的私匙，把服务端的公匙和相关信息一起加密，然后给申请证书的服务端颁发数字证书，用于其他客户端 (比如浏览器) 认证这个网站的公匙。

客户端通过服务端下发的证书，找到对应的 CA，然后向 CA 验证这个证书是否有效，CA 验证通过之后，下发服务端的公匙。

因为 CA 是权威并且可信的，所以客户端 (浏览器) 信任 CA，而 CA 又信任经过认证的服务端 ，所以客户端 (浏览器) 也信任这个服务端，这就是信任链 (Chain Of Trust)。

而 CA 颁发的数字证书，一般包含这些信息：

简单来说：为了保证公匙是安全的，所以通过数字证书验证公匙。

加密通信

一条完整的HTTPS请求应该是这样的：

1. 客户端 (浏览器) 发起 HTTP 请求，请求连接服务端，发送支持的加密通信协议 (和版本)，并且生成一个随机数，后续用于生成"对话密钥"。

2. 服务端确认加密通信协议 (和版本)，同时也生成一个随机数，后续用于生成"对话密匙"，并且将 CA 颁发的数字证书，一起发送给客户端。

3. 客户端收到数字证书后，检测内置的"受信任的根证书颁发机构"，查看解开数字证书的公匙是否在。

4. 如果解开数字证书的公匙存在，则使用它解开数字证书，得到正确的服务器公匙，同时再次生成一个随机数，用于服务器公匙加密，并发送给服务器。

5. 此时本地和服务器同时将三个随机数，根据约定的加密方法进行加密，各自生成本次会话的所使用的同一把 "会话密匙" 。

6. 到这里，认证阶段已经完毕，数据传输从 非对称加密 换成了 对称加密 (因为考虑到性能)，接下来所有的数据传输都是使用HTTP协议进行传输，只不过使用了 "会话密匙" 来加密内容。

见下图：

有哪些免费证书

这里只介绍在 TaSaid.com 部署 HTTPS 中尝试的免费证书方案，部署在 IIS8 上。

• Let's Encrypt

• 沃通 (wosign) (不推荐)

本来在 TaSaid.com 迁移中尝试部署过沃通 (wosign) 的签发的免费证书，但是后来发现了 Mozilla 官网( firefox/火狐 背后的开源组织 ) 里列出了 沃通的一系列可疑行为和问题，并且沃通 "秘密" 收购 StartCom（著名的免费 HTTPS 证书 StartSSL 即其旗下产品）行为可疑， Mozilla 基金会正在考虑对沃通以及 StartCom 这两个 CA 机构一年内新签发的所有 SSL 证书进行封杀。

我在上一篇文章 《从 HTTP 到 HTTPS - 什么是 HTTPS》 中指出 CA 机构应该是是权威和可信的，但由于沃通当前的陷入的一系列丑闻，信任度降低，所以暂时不推荐使用沃通。并且沃通官网已暂时关闭免费 HTTPS 证书申请。

这一段内容发表于2016年10月5日，如果您在未来某天阅览到这个内容，请即时更新了解沃通最新的动态。

所以我们这次仅推荐 Let's Encrypt。

Let's Encrypt

推荐 Let's Encrypt 理由：

• 由 ISRG（Internet Security Research Group，互联网安全研究小组）提供服务，而 ISRG 是来自于美国加利福尼亚州的一个公益组织。Let's Encrypt 得到了 Mozilla、Cisco、Akamai、Electronic Frontier Foundation 和 Chrome 等众多公司和机构的支持，发展十分迅猛。

• 极速申请 - 只要认证的网站通过验证，当时即可颁发证书

• 免费和访问速度兼得

• 对于域名所有权的验证，支持两种方式：放临时文件进行验证、查询 whois 给域名所有人发邮件验证

• 无需注册账户

• 关键是稳定，背后的支持的组织很强大

缺点：

• 一次只能颁发3个月有效期的证书，到期之后需要自己再续上 (仍然是免费的)，这点维护起来比较麻烦，不过我们可以使用工具自动续期。

• 不支持通配符泛域名 (*.demo.com)，所以在申请认证是时候，要把域名都 301 跳转到证书里包含的域名上，不然浏览器会弹证书错误。

流程

默认 Let's Encrypt 申请证书比较繁琐，所以我们在 windows 下使用工具 letsencrypt-win-simple 进行部署，简单方便快捷。

1. 下载 letsencrypt-win-simple

2. 在服务器中打开CMD，运行letsencrypt-win-simple

3. 在CMD中根据简单的命令，输入要认证的网站域名和网站文件夹

4. letsencrypt-win-simple 自动验证域名所有权

5. 验证通过后即时颁发证书

6. 部署