https交互原理

Https 交互时序图：

HTTPS 通信中结合 RSA 和 AES 加密的流程，本质是利用 RSA 的安全特性交换 AES 密钥，再用高效的 AES 加密实际数据传输。

---

HTTPS 交互核心流程（TLS/SSL 握手）

1. 建立 TCP 连接

• 客户端通过 TCP 三次握手连接服务器的 443 端口。

2. TLS/SSL 握手（密钥协商阶段）

• Client Hello
  客户端发送支持的功能列表：TLS 版本、支持的加密套件（如 TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384）、客户端随机数（Client Random）。

• Server Hello
  服务器选择加密套件（如 RSA + AES-256），并发送：

  • 服务器随机数（Server Random）
  • 数字证书（含服务器的 RSA 公钥，由 CA 签发）。

• 客户端验证证书
  客户端用 CA 公钥验证证书合法性（防中间人攻击）。

• Pre-Master Secret 生成与加密（RSA 核心步骤）

  • 客户端生成 Pre-Master Secret（46 字节随机数）。
  • 用服务器的 RSA 公钥加密 Pre-Master Secret → 得到 Encrypted Pre-Master Secret。
  • 发送 Client Key Exchange 消息（包含加密后的 Pre-Master Secret）。

• 服务器解密 Pre-Master Secret（RSA 核心步骤）
  服务器用 RSA 私钥解密获得 Pre-Master Secret。

• 生成会话密钥（AES 密钥的诞生）
  客户端和服务器分别用以下三个参数生成相同的 Master Secret：

  Master Secret = PRF(Pre-Master Secret, "master secret", Client Random + Server Random)  
  

  再根据 Master Secret 派生出 AES 对称密钥（如 AES-256 密钥）和 MAC 密钥。

• 切换加密模式通知
  双方发送 Change Cipher Spec 消息，宣告后续通信使用协商的密钥加密。

• 握手完成验证
  双方发送加密的 Finished 消息，验证握手过程是否一致且未被篡改。

---

3. 加密数据传输（AES 核心阶段）

• 应用数据加密

  • 客户端用协商的 AES 密钥加密 HTTP 请求（如 AES-GCM 模式加密 + 完整性校验）。
  • 发送加密后的数据到服务器。

• 服务器解密与响应

  • 服务器用相同的 AES 密钥解密请求。
  • 处理请求后，再用 AES 密钥加密响应数据返回给客户端。

• 客户端解密响应
  客户端用 AES 密钥解密响应，获得明文内容。

---

为什么结合 RSA 和 AES？

阶段	RSA 作用	AES 作用	优势
密钥交换	加密传输 Pre-Master Secret（短数据）	-	非对称加密保证密钥安全交换
数据传输	-	加密实际 HTTP 数据（长数据）	对称加密速度快，适合大数据量
安全性	解决密钥分发问题	提供高效加密	兼顾安全性与性能

---

关键安全设计解析

1. RSA 保护 AES 密钥

   • Pre-Master Secret 是 AES 密钥的“种子”，由 RSA 公钥加密后传输，仅服务器私钥可解密。
   • 即使攻击者截获流量，也无法破解 Pre-Master Secret（RSA 数学难题保障）。

2. 前向保密（可选增强）
   现代 TLS 常用 ECDHE-RSA 替代 RSA 密钥交换：

   • ECDHE 生成临时会话密钥，即使服务器 RSA 私钥泄漏，历史会话仍安全。
   • RSA 仅用于签名认证（不直接加密密钥）。

3. AES 高效加密

   • AES-256 提供 256 位密钥强度，加密速度快（比 RSA 快千倍以上）。
   • 工作模式（如 GCM）同时提供加密和完整性校验。

---

总结

• RSA 用于信任链建立和安全交换 AES 密钥（短数据加密）。
• AES 用于高效加密实际通信数据（长数据加密）。
• 这种组合在安全性和性能上达到最优平衡，是 HTTPS 的基石设计。