說到HTTPS 相信大部分人都是不陌生，因為目前我們使用的絕大數網站都是基於HTTPS 的，比如以下這些：

那麼問題來了，他們為什麼要使用HTTPS 呢？HTTPS 有哪些過人之處呢？

1.HTTP

在說HTTPS 之前，我們先要了解HTTP，因為HTTP 是HTTPS 通訊的基礎。HTTP（HyperText Transport Protocol）超文本傳輸協議，它用於傳輸客戶端和服務器端的數據。HTTP 使用很簡單也很方便，但卻存在以下3 個致命問題：

使用明文通訊，內容可以被竊聽。

不驗證通訊方的真實身份，可能會遭到偽裝。

無法證明報文的完整性，很容易被篡改。

鑑於以上問題，所以現在的系統會使用HTTPS 來替代HTTP。

2.HTTPS

首先來說，HTTPS 並不是一種新的協議，而是在HTTP 協議的基礎上添加了加密機制SSL（Secure Socket Layer）或TLS（Transport Layer Security）。HTTPS = HTTP + 加密+ 認證+ 完整性保護。

SSL 和TLS

SSL（Secure Socket Layer）最早是由瀏覽器開發廠商網景公司開發的，此公司開發了SSL 3.0 及3.0 之前的版本，之後便將SSL 交給了IETF（Internet Engineering Task Force）Internet 工程任務組的手中，IETF 以SSL 3.0 為基礎開發了TLS 1.0，所以可以認為TLS 是SSL 的“新版本”。

2.1 解決信任問題

作為HTTPS 來說，首先要解決的就是信任問題，也就是身份效驗的問題，如果不解決信任問題就會存在服務器偽裝，也就是“中間人攻擊”的問題。所謂的中間人攻擊指的是，正常情況下本該是客戶端和服務端直接進行交互的，但此處衝出來一個“壞人”（中間人），它包含在客戶端和服務器端之間，用於盜取和篡改雙方通訊的內容，如下圖所示：

HTTPS 解决信任问题采用的是数字证书的解决方案，也就是服务器在创建之初，会先向一个大家都认可的第三方平台申请一个可靠的数字证书，然后在客户端访问（服务器端）时，服务器端会先给客户端一个数字证书，以证明自己是一个可靠的服务器端，而非“中间人”。此时浏览器会负责效验和核对数字证书的有效性，如果数字证书有问题，那么客户端会立即停止通讯，如果没问题才会执行后续的流程，如下图所示：

有了数字证书之后，就可以验证服务器端的真实身份了，这样就解决了“中间人攻击”的问题，也解决了伪装的问题。

2.2 解决明文传输和完整性问题

虽然上面我们已经解决了信任问题，然而因为通讯双方是明文通讯的，所以在通讯时依然存在通讯内容被窃听的风险，此时应该怎么办呢？于是我们想到，使用加密来解决信息暴露的问题。

加密的分类

加密主要分为两大类：对称加密和非对称加密。

在对称加密中，有一个共享秘钥，通过这把共享秘钥可以实现信息的加密和信息的解密，它的特点是加密和解密的速度很快，但因为共享秘钥的问题，一旦共享秘钥被截获，那么所谓的加密和解码也就是一纸空谈了。

• 在非对称加密中，有一对秘钥：公钥和私钥，使用公钥可以加密信息，但不能解密信息，使用私钥可以解密信息。它的特点是服务器端保存私钥，不对外暴露，只将公钥发送给客户端，而其他人即使拿到公钥，也解密不了加密的信息，所以此方式更安全，但非对称加密的执行速度比较慢。
• 那在 HTTPS 中要使用对称加密还是非对称加密呢？使用对称加密，速度快，但不安全；使用非对称加密安全，但速度慢。只有小孩做选择，成年人都要，所以 HTTPS 中既使用了非对称加密也使用了对称加密，它的整个交互流程是这样的：

HTTPS 执行流程如下：

• 客户端使用 HTTPS 访问服务器端。
• 服务器端返回数字证书，以及使用非对称加密，生成一个公钥给客户端（私钥服务器端自己保留）。
• 客户端验证数字证书是否有效，如果无效，终止访问，如果有效：

使用对称加密生成一个共享秘钥；

使用对称加密的共享秘钥加密数据；

使用非对称加密的公钥加密（对称加密生成的）共享秘钥。

发送加密后的秘钥和数据给服务器端。

• 服务器端使用私钥解密出客户端（使用对称加密生成的）共享秘钥，再使用共享秘钥解密出数据的具体内容。
• 之后客户端和服务器端就使用共享秘钥加密的内容内容进行交互了。

这样，HTTPS 既保证了安全性，同时又保证了高效性，可谓鱼和熊掌兼得。

使用加密的方式也间接的保证了数据的完整性问题，如果是不完整的数据或有多余的数据，那么在解密时会报错，这样就能间接的保证数据的完整性了。

总结

使用 HTTP 协议存在明文通讯和中间人攻击等问题，但这些问题在 HTTPS 中得到了有效的解决，HTTPS 通过数字证书解决了中间人攻击的问题，使用加密手段解决了明文通讯和数据完整性的问题。

参考 & 鸣谢

《图解HTTP》 

《图解TCP/IP网络知识轻松入门》