HTTPS 相关面试题 ​

TIP

HTTPS 是采用 TLS 加密的 HTTP 协议，可以说是 HTTP 的安全版本，通过 TLS 协议对数据传输进行加密，以确保安全性

主要有 3 个特点，数据加密、数据不可被篡改、身份可验证

TIP

1. 首先客户端发送一个 客户端随机数、TLS 版本号、加密套件给服务器
2. 服务器确认 TLS 版本号，同时生成服务端随机数、需要的加密套件、CA 证书，发送给客户端
3. 客户端收到后，会对证书进行验证，如果验证成功会用 CA 证书的公钥生成一个 pre-master ，发送给服务器，并将前面通信的内容生成摘要，用 pre-master 加密，发送给服务器以验证通信内容没有被篡改。之后改用密钥通信
4. 此时客户端有客户端随机数、服务端随机数、pre-master，可以计算出会话密钥
5. 服务端收到用公钥加密的 pre-master 会用私钥进行解密，得到 pre-master 的内容，用同样的方式生成会话密钥，之后改用密钥通信
6. 之后就用这个对称密钥加密报文传输。

TIP

其实认证证书就是通过浏览器或操作系统中的 CA 公钥解密证书的数字签名，得到证书数据的 hash，然后对数字证书的数据部分用同样的 hash 算法，生成 hash，对比 hash，来验证是否被篡改。

证书是服务器向 CA 申请的，需要提供服务端的公钥等相关信息，CA 会对服务器真实性进行验证，会把公钥还有相关信息打包成一个证书，对这个证书进行 hash + CA 密钥加密得到数字签名。最后 CA 会给服务端颁发数字签名后的证书。

TIP

最大问题是服务端私钥泄漏。

使用 RSA 密钥协商算法的最大问题是不支持前向保密。

因为客户端传递随机数给服务端时使用的是公钥加密的，服务端收到后，会用私钥解密得到随机数。所以一旦服务端的私钥泄漏了，过去被第三方截获的所有 TLS 通讯密文都会被破解。

TIP

ECDHE 解决了 RSA 私钥泄漏的问题，RSA 私钥泄漏会导致，第三方截取的之前 TLS 通讯都破解。造成这个问题的原因是 RSA 采用非对称加密，会采用服务器私钥来解密 pre-master 再生成会话密钥。

服务器私钥泄漏导致 会话密钥背破解。会话会被窃听

ECDHE 采用的对称加密，每次通信都会生成一个临时的会话密钥。

双方各自随机生成私钥d，基于椭圆基点生成公钥 Q，交换公钥，由于椭圆曲线的性质，dQ = dQ，那么这个结果就是预共享密钥，再交换随机数作为加强安全性的保障。

即使服务器私钥泄漏也不能解密之前的会话信息，因为每次通信的会话密钥是临时生成的，都不一致，而且不会被破解，离散对数还很难有解

在这个过程中一共有 4 个随机数，有 2 个是私钥，2个是用于加强安全性的

TIP

1. 第一次握手会向服务端打招呼 Client Hello，把 TLS 版本号，套件信息，生成的客户端随机数发给服务端
2. 第二次握手服务端会发送打招呼「Server Hello」消息，把确认的 TLS 版本号，生成的服务端随机数，以及在客户端的密码套件列表中选择密码套件
   • 还会继续发送 CA 证书
   • 因为选择了 ECDHE 密码套件，还会生成随机数作为服务端椭圆曲线的私钥，保留到本地；根据基点 G 和私钥计算出服务端的椭圆曲线公钥，这个会公开给客户端。
   • 公钥还会通过 RSA 进行加密，防止被篡改
   • 第二次握手完后的状态是共享了：Client Random、Server Random 、使用的椭圆曲线、椭圆曲线基点 G、服务端椭圆曲线的公钥
3. 第三次握手，校验证书，校验完成。会生成随机数作为自己的私钥，根据基点 G 计算得到客户端公钥。用对方的公钥 * 自己的私钥得到预共享密钥，这个预共享密钥服务端也能算出一样的值，但这个不是最终的共享密钥
   • 为了保证共享密钥的随机性，需要将预共享密钥和随机数一起计算得到共享密钥
   • 处理完后，告诉服务端采用共享密钥通信
   • 还会发送会话摘要，确保不被篡改
4. 第四次握手，服务端相同操作，发回 Change Cipher Spec ，Finish

TIP

1. 最重要的一点就是 ECDHE 每次会话密钥都是不一样的，保证了数据向前的安全性（一次破解并不影响历史信息的性质就是向前安全性），而 RSA 是用公钥和私钥加解密，是长期的密钥。
2. ECDHE 采用椭圆加密算法，有更高的安全性，
3. 握手过程也不一样，RSA 会用公钥加密预共享生成的共享密钥，发送这个预共享密钥给服务端，服务端解出预共享密钥。ECDHE 会各自生成临时私钥，交换公钥，根据自己的私钥和对方的公钥算出预共享密钥
4. ECDHE 发完第三次握手信息，就可以直接发送 HTTP 数据，不用等收到最后一次的 TLS 握手。而 RSA 需要等待完成第四次握手后，才发送加密数据。

TIP

HTTPS 在 HTTP 的基础上加了 TLS 验证，在 TCP 三次握手后，还需要经过 TLS 握手，通信期间会用会话密钥进行加密，确保了安全性，也防止会话被窃听，TLS 在握手最后还会生成摘要进行验证，防止会话被篡改

HTTPS 还需要服务器去进行数字证书认证，防止服务器被冒充