深入理解HTTPS及在iOS系统中适配HTTPS类型网络请求(一)

简介: 深入理解HTTPS及在iOS系统中适配HTTPS类型网络请求

一、引言


   本篇博客主要讨论如何在客户端与服务端之间进行HTTPS网络传输,为了深入理解网络传输的基础原理,更加灵活的校验证书,博客的前半部分也将介绍一些HTTPS网络传输原理。当然,文章中有不正和疏漏之处,还望朋友不吝指正,感谢!


二、HTTP与HTTPS


     我们都知道,HTTP是一种常用的网络传输协议,它是基于TCP的一种应用层协议,应用层是什么样的一个概念,通过下面这张示意图可以很好的理解:


image.png


HTTP协议的网络传输十分常见,例如网易的主页http://www.163.com/。HTTP类型的网络传输使用十分方便,但是其在安全性上却有很大问题,列举如下:


1.HTTP协议在传输数据时是明文的,任何人通过一个简单的抓包工具,就可以截获到所有传输数据。


2.HTTP协议在传输数据时无法保证数据的完整,在截获到明文数据后,很容易就可以将其篡改,这也是一些网页总是被植入恶意广告的原因。


3.HTTP协议在传输数据时无法保证真实性,这也是最恐怖的一点。误入了域名欺骗的钓鱼网站,极容易对用户带来财产损失。


基于上面3点安全性的考虑,一种更加安全的网络传输协议势必要推行,那就是HTTPS。


     要理解HTTPS协议,首先需要明白什么是SSL/TLS。SSL全称“Secure Sockets Layer”,意思为安全套接层。其实由网景公司为了解决HTTP传输协议在安全方面的缺陷而设计的。后来被标准化,更名为TLS,全称“Transport Layer Security”,意思为传输层安全协议。


       那么现在就好理解了,其实HTTPS就是将HTTP协议与TLS协议组合起来,在不改变HTTP协议原设计的基础上,为其添加安全性校验并对传输的数据进行加密。那么TLS究竟在网络传输的那一层进行了处理了,下图可以很好的表示:


image.png


三、证书


     通过前面所介绍,我们知道HTTPS主要是为了解决3个问题:数据加密、数据完整、数据真实。那么下一步就是如何解决这些问题,数据加密在发送数据前依赖SSL层对数据进行加密,数据完整与真实性则要靠另一种关键技术:数字证书。


     通过一个小例子可以很容易的理解证书的作用,这个例子的来源是<编程随想>的作者,我这里暂且借用一下:A公司的a到B公司办事,为了证明a确实是A公司的职员而不是商业间谍,A公司会为a提供一个带有公章的证明,当B公司看到这个证明时,就可以信任办事员a。对比网络传输,这个证明就是证书,证书可以保证这个网站的真实性。我们继续往后分析,当B公司与越来越多的公司进行商业合作时,就又有新的问题出现了,比如C公司的c来B公司办事,就需要拿C公司带公章的证明,D公司的d来B公司办事就需要拿D公司带公章的证明...这样一来,B公司要存放好多公司的公章和证明的模板,才能够完成校验。这样未免也太麻烦了,对应到网络传输中,客户端就是B公司,各个网站都有自己的证书文件,这样客户端需要安装信任大量的证书,为了解决这样的问题,就有了第三方CA机构。第三方CA机构是由大家公认信任的机构,例如R公司为第三方信任机构,其业务是为其他公司提供公章证明,这样一来,B公司只要保有这个R公司的公章证明副本,其他A,C,D公司的办事员也只需要从R公司申请到一个公章证明就可以到B公司来交流业务了。


   CA的全称是“Certificate Authority”,意为证书授权中心。大部分CA机构颁发的证书都是需要付费的,CA机构颁发的证书一般都是根证书,根证书也比较容易理解,首先证书是有链式信任关系的,例如Y证书是由CA机构颁发的根证书,由这个Y证书还可以创建出许多子证书,子证书可以继续创建子证书,只要根证书是受信任的,其下所有的子证书都是受信任的,如下图:

image.png



   我们可以打开开源中国博客的主页:https://www.oschina.net/blog。在Chrome浏览器地址栏左边可以查看证书信息,如下:

image.png



点击证书信息,可以看到完整的证书链,如下图:


image.png


从图中可以看到,根证书是由CA机构VerSign公司颁发的。此处还可以看到当前证书是否有效以及过期时间,如果证书无效则说明此网页信息有可能被篡改过,用户在访问时就要小心了。


   除了CA机构可以签发证书外,个人其实也是可以创建证书的,当然个人创建的证书也是不被信任的,我们姑且把这类证书叫做自签名证书,如果用自签名证书搭建了HTTPS的服务,则客户端需要安装对应的证书信任,才可以进行此服务的访问。后面我们会进一步讨论自签名证书的使用。



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