简介

HTTPS网络分层

SSL是一个介于HTTP协议与TCP之间的一个可选层，HTTPS协议通过SSL or TLS层来进行服务请求与数据交互

通信端口

SSL是一个二进制协议，与HTTP完全不同，其流量入口承载在默认的443端口，如果SSL和HTTP流量都从端口80进入，如果共用端口需要进行额外配置，基于TCP链接通过代理判断数据流报文头进行协议请求的转发与处理

通信方式

SSL/TLS协议区别

TLS的主要目标是使SSL更安全，并使协议的规范更精确和完善

• SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字层），为Netscape所研发，用以保障在Internet上数据传输之安全，利用数据加密(Encryption)技术，可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取。当前版本为3.0。它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输。
  SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层： SSL记录协议（SSL Record Protocol）：它建立在可靠的传输协议（如TCP）之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议（SSL Handshake Protocol）：它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。
• TLS：(Transport Layer Security，传输层安全协议)，用于两个应用程序之间提供保密性和数据完整性。
  TLS 1.0是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任务组）制定的一种新的协议，它建立在SSL 3.0协议规范之上，是SSL 3.0的后续版本，可以理解为SSL 3.1，它是写入了 RFC 的。该协议由两层组成： TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议（TLS Handshake）。较低的层为 TLS 记录协议，位于某个可靠的传输协议（例如 TCP）上面。

SSL/TLS协议作用

• 认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器
• 加密数据以防止数据中途被窃取
• 维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变

SSL握手

SSL协议分为两部分：Handshake Protocol、Record Protocol。

Handshake Protocol（密钥协商）

客户端发出请求（ClientHello）

客户端主要向服务器提供以下信息：

• 支持的协议版本，比如TLS 1.0版
• 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"
• 支持的加密方法，比如RSA公钥加密
• 支持的压缩方法

服务器回应（ServerHello)

服务器的回应包含以下内容：

• 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信
• 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"
• 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密
• 服务器证书

证书是需要申请，并由专门的数字证书认证机构(CA) 通过非常严格的审核之后颁发的电子证书。颁发证书的同时会产生一个私钥和公钥。私钥由服务端自己保存，不可泄漏。公钥则是附带在证书的信息中，可以公开的。证书本身也附带一个证书电子签名，这个签名用来验证证书的完整性和真实性，可以防止证书被串改。另外，证书还有个有效期。

客户端回应（Certificate Verify）

客户端向服务器发送下面三项信息：

• 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送
• 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验

服务器最后回应（Server Finish）

• 交换协议版本号
• 选择一个两端都了解的密码
• 对两端的身份进行认证
• 生成临时的会话秘钥，以便加密信道

简易通俗版本SSL握手交互过程

Record Protocol（格式定义）

SSL安全性

通过分析SSL建立握手的过程，SSL的结构是严谨的，正确使用加密算法以及证书核验是不会出现安全问题的，如果没有合理使用SSL协议的话，则会有可能出现问题，常见的攻击就是 中间人攻击（middle in the middle） ，它是指在A和B通信的同时，有第三方C处于信道的中间，可以完全听到A与B通信的消息，并可拦截，替换和添加这些消息。

出现SSL安全隐患的原因如下：

• 不进行证书核身。SSL可以允许多种密钥交换算法，而有些算法，如DH，没有证书的概念，这样A便无法验证B的公钥和身份的真实性，从而C可以轻易的冒充，用自己的密钥与双方通信，从而窃听到别人谈话的内容
  而为了防止middle in the middle攻击，应该采用有证书的密钥交换算法。
• 忽略安全提醒。有了证书以后，如果C用自己的证书替换掉原有的证书之后，A的浏览器会弹出一个警告框进行警告，但又有多少人会注意这个警告呢
• 加密强度弱。由于美国密码出口的限制，IE，netscape等浏览器所支持的加密强度是很弱的，如果只采用浏览器自带的加密功能的话，理论上存在被破解可能
• 代理。像路由器、连接热点等都需要类似证书核验的支持，否则也会成为中间攻击的场所

参考

《HTTP权威指南》
SSL/TLS协商过程详解
实现http和https共用一个端口原理及实现