https通信过程
1. 什么是https
HTTPS(全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer)，是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容请看SSL。
它是一个URI scheme，句法类同http:体系。它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密／身份验证层（在HTTP与TCP之间）。这个协议的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通讯方法，现在它被广泛用于互联网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。
SSL极难窃听，对中间人攻击提供一定的合理保护。严格学术表述HTTPS是两个协议的结合，即传输层SS＋应用层HTTP。HTTPS默认使用TCP端口443（HTTP默认则是TCP端口80），也可以指定其他TCP端口。要使协议正常运作，至少服务器必需有PKI证书，而客户端则不一定。它的加密强度依赖软件的正确实现，以及服务器客户端双方加密算法的支持。
简单介绍：
它是由Netscape开发并内置于其浏览器中，用于对数据进行压缩和解压操作，并返回网络上传送回的结果。HTTPS实际上应用了Netscape的安全套接字层（SSL）作为HTTP应用层的子层。（HTTPS使用端口443，而不是象HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。）SSL使用40 位关键字作为RC4流加密算法，这对于商业信息的加密是合适的。HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证，如果需要的话用户可以确认发送者是谁。
也就是说它的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。
即便HTTPS被正确实现，仍有以下人为因素：
冒充网站
钓鱼攻击
制造与原网站相似的假冒网址，并诱导客户访问，常见例子是仿制银行网站。
中间人攻击 在通讯线路中途篡改证书，从而充当网站客户双方的中间人，这样可知道全部通讯内容。检查证书才有可能发现中间人的存在。
冒充客户 由于证书费用昂贵，通常只有网站服务器拥有证书。往往客户身份得不到验证。
在TLS 1.1之前SSL证书仅能对应IP，使得HTTPS无法在虚拟主机（仅有域名）上正常运作。现在的TLS 1.1早已完全支持基于域名的虚拟主机。
见下图：
https所用的端口号是443。
HTTPS解决的问题：
1 . 信任主机的问题. 采用https 的server 必须从CA 申请一个用于证明服务器用途类型的证书. 改证书只有用于对应的server 的时候,客户度才信任此主机. 所以目前所有的银行系统网站,关键部分应用都是https 的. 客户通过信任该证书,从而信任了该主机. 其实这样做效率很低,但是银行更侧重安全. 这一点对我们没有任何意义,我们的server ,采用的证书不管自己issue 还是从公众的地方issue, 客户端都是自己人,所以我们也就肯定信任该server.
2 . 通讯过程中的数据的泄密和被窜改
- 一般意义上的https, 就是 server 有一个证书.
a) 主要目的是保证server 就是他声称的server. 这个跟第一点一样.
b) 服务端和客户端之间的所有通讯,都是加密的.
i. 具体讲,是客户端产生一个对称的密钥,通过server 的证书来交换密钥. 一般意义上的握手过程.
ii. 加上来所有的信息往来就都是加密的. 第三方即使截获,也没有任何意义.因为他没有密钥. 当然窜改也就没有什么意义了. - 少许对客户端有要求的情况下,会要求客户端也必须有一个证书.
a) 这里客户端证书,其实就类似表示个人信息的时候,除了用户名/密码, 还有一个CA 认证过的身份. 应为个人证书一般来说上别人无法模拟的,所有这样能够更深的确认自己的身份.
b) 目前少数个人银行的专业版是这种做法,具体证书可能是拿U盘作为一个备份的载体. HTTPS 一定是繁琐的.
a) 本来简单的http协议,一个get一个response. 由于https 要还密钥和确认加密算法的需要.单握手就需要6/7 个往返. i. 任何应用中,过多的round trip 肯定影响性能.
b) 接下来才是具体的http协议,每一次响应或者请求, 都要求客户端和服务端对会话的内容做加密/解密.
i. 尽管对称加密/解密效率比较高,可是仍然要消耗过多的CPU,为此有专门的SSL 芯片. 如果CPU 信能比较低的话,肯定会降低性能,从而不能serve 更多的请求.
ii. 加密后数据量的影响. 所以，才会出现那么多的安全认证提示
2.https的实现原理
有两种基本的加解密算法类型：
1)对称加密：密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES等;
2)非对称加密：密钥成对出现(且根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥)，加密解密使用不同密钥(公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密)，相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等。
下面看一下https的通信过程：
https通信的优点：
1)客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到;
2)加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文;
3)客户端到服务端的通信是安全的。
3.5 http代理
3.5.1 http代理服务器
代理服务器英文全称是Proxy Server，其功能就是代理网络用户去取得网络信息。形象的说：它是网络信息的中转站。
代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器，有了它之后，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，Request信号会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。
而且，大部分代理服务器都具有缓冲的功能，就好象一个大的Cache，它有很大的存储空间，它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的，那么它就不重新从Web服务器取数据，而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著提高浏览速度和效率。
更重要的是：Proxy Server(代理服务器)是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联(OSI)模型的对话层。
3.5.2 http代理服务器的主要功能
主要功能如下：
1)突破自身IP访问限制，访问国外站点。如：教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外网站;
2)访问一些单位或团体内部资源，如某大学FTP(前提是该代理地址在该资源的允许访问范围之内)，使用教育网内地址段免费代理服务器，就可以用于对教育 网开放的各类FTP下载上传，以及各类资料查询共享等服务;
3)突破中国电信的IP封锁：中国电信用户有很多网站是被限制访问的，这种限制是人为的，不同Serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国 外的代理服务器试试;
4)提高访问速度：通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区，当有外界的信息通过时，同时也将其保存到缓冲区中，当其他用户再访问相同的信息时， 则直接由缓冲区中取出信息，传给用户，以提高访问速度;
5)隐藏真实IP：上网者也可以通过这种方法隐藏自己的IP，免受攻击。
3.5.3 http代理图示
http代理的图示见下图：
对于客户端浏览器而言，http代理服务器相当于服务器。
而对于Web服务器而言，http代理服务器又担当了客户端的角色。
3.6 虚拟主机的实现
3.6.1什么是虚拟主机
虚拟主机：是在网络服务器上划分出一定的磁盘空间供用户放置站点、应用组件等，提供必要的站点功能与数据存放、传输功能。
所谓虚拟主机，也叫“网站空间”就是把一台运行在互联网上的服务器划分成多个“虚拟”的服务器，每一个虚拟主机都具有独立的域名和完整的Internet服务器(支持WWW、FTP、E-mail等)功能。一台服务器上的不同虚拟主机是各自独立的，并由用户自行管理。但一台服务器主机只能够支持一定数量的虚拟主机，当超过这个数量时，用户将会感到性能急剧下降。
3.6.2虚拟主机的实现原理
虚拟主机是用同一个WEB服务器，为不同域名网站提供服务的技术。Apache、Tomcat等均可通过配置实现这个功能。
相关的HTTP消息头：Host。
例如：Host: www.baidu.com
客户端发送HTTP请求的时候，会携带Host头，Host头记录的是客户端输入的域名。这样服务器可以根据Host头确认客户要访问的是哪一个域名。
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SSL协议的工作流程：
服务器认证阶段：1）客户端向服务器发送一个开始信息“Hello”以便开始一个新的会话连接；2）服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥，如需要则服务器在响应客户的“Hello”信息时将包含生成主密钥所需的信息；3）客户根据收到的服务器响应信息，产生一个主密钥，并用服务器的公开密钥加密后传给服务器；4）服务器恢复该主密钥，并返回给客户一个用主密钥认证的信息，以此让客户认证服务器。用户认证阶段：
在此之前，服务器已经通过了客户认证，这一阶段主要完成对客户的认证。经认证的服务器发送一个提问给客户，客户则返回（数字）签名后的提问和其公开密钥，从而向服务器提供认证。
从SSL 协议所提供的服务及其工作流程可以看出，SSL协议运行的基础是商家对消费者信息保密的承诺，这就有利于商家而不利于消费者。在电子商务初级阶段，由于运作电子商务的企业大多是信誉较高的大公司，因此这问题还没有充分暴露出来。但随着电子商务的发展，各中小型公司也参与进来，这样在电子支付过程中的单一认证问题就越来越突出。虽然在SSL3.0中通过数字签名和数字证书可实现浏览器和Web服务器双方的身份验证，但是SSL协议仍存在一些问题，比如，只能提供交易中客户与服务器间的双方认证，在涉及多方的电子交易中，SSL协议并不能协调各方间的安全传输和信任关系。在这种情况下，Visa和 MasterCard两大信用卡公组织制定了SET协议，为网上信用卡支付提供了全球性的标准。
SSL协议的握手过程
为了便于更好的认识和理解 SSL 协议，这里着重介绍 SSL 协议的握手协议。SSL 协议既用到了公钥加密技术又用到了对称加密技术，对称加密技术虽然比公钥加密技术的速度快，可是公钥加密技术提供了更好的身份认证技术。SSL 的握手协议非常有效的让客户和服务器之间完成相互之间的身份认证，其主要过程如下：
①客户端的浏览器向服务器传送客户端 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，产生的随机数，以及其他服务器和客户端之间通讯所需要的各种信息。
②服务器向客户端传送 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，随机数以及其他相关信息，同时服务器还将向客户端传送自己的证书。
③客户利用服务器传过来的信息验证服务器的合法性，服务器的合法性包括：证书是否过期，发行服务器证书的 CA 是否可靠，发行者证书的公钥能否正确解开服务器证书的“发行者的数字签名”，服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配。如果合法性验证没有通过，通讯将断开；如果合法性验证通过，将继续进行第四步。
④用户端随机产生一个用于后面通讯的“对称密码”，然后用服务器的公钥（服务器的公钥从步骤②中的服务器的证书中获得）对其加密，然后将加密后的“预主密码”传给服务器。
⑤如果服务器要求客户的身份认证（在握手过程中为可选），用户可以建立一个随机数然后对其进行数据签名，将这个含有签名的随机数和客户自己的证书以及加密过的“预主密码”一起传给服务器。
⑥如果服务器要求客户的身份认证，服务器必须检验客户证书和签名随机数的合法性，具体的合法性验证过程包括：客户的证书使用日期是否有效，为客户提供证书的CA 是否可靠，发行CA 的公钥能否正确解开客户证书的发行 CA 的数字签名，检查客户的证书是否在证书废止列表（CRL）中。检验如果没有通过，通讯立刻中断；如果验证通过，服务器将用自己的私钥解开加密的“预主密码”，然后执行一系列步骤来产生主通讯密码（客户端也将通过同样的方法产生相同的主通讯密码）。
⑦服务器和客户端用相同的主密码即“通话密码”，一个对称密钥用于 SSL 协议的安全数据通讯的加解密通讯。同时在 SSL 通讯过程中还要完成数据通讯的完整性，防止数据通讯中的任何变化。
⑧客户端向服务器端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知服务器客户端的握手过程结束。
⑨服务器向客户端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知客户端服务器端的握手过程结束。
⑩SSL 的握手部分结束，SSL 安全通道的数据通讯开始，客户和服务器开始使用相同的对称密钥进行数据通讯，同时进行通讯完整性的检验。