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http與Https協議詳解介紹

http協議大家可能都耳熟能詳了，https并不是一種新的協議，從而保證了數據的安全性。下面介紹https用到的2種加密方式：

http協議大家可能都耳熟能詳了，但是它有一系列的缺點，比如：

1.通信時使用明文，這樣有可能通信內容會被竊聽;

2.不會驗證通信方的身份，包括服務器和客戶端，特別是服務器，有可能你發送請求的對方是個釣魚網站;

3.無法驗證報文的完整性（準確度），有可能所有的報文會經過黑客的服務器，黑客將內容篡改后進行轉發，前后端都不會知曉，神不知鬼不覺;

雖然http協議已經非常強大了，但在安全這一塊確實是還有欠妥之處，于是一種安全的http協議-https運用而生。

Https概述

    https并不是一種新的協議，只是在http層下面添加了一層SSL層和TLS層（后面統稱為SSL層），SSL層主要是做加密處理，http層直接與SSL層通信，如下圖所示：

Https協議詳解

一、加密技術

   為了更好的了解https，從而保證了數據的安全性。下面介紹https用到的2種加密方式：

1.共享密鑰加密（對稱密鑰加密）

   加密和解密用同一個密鑰的方式，這種方式需要客戶端和服務器都知道這個密鑰，而單獨的發送這個密鑰有可能會被竊聽的風險，所以如何安全的發送這個密鑰又是一個新的難題。

   所以尷尬境地是：發送密鑰吧，有可能被黑客竊取；不發送密鑰吧，對方就不能解密。

2.公開密鑰加密（非對稱密鑰加密）

   這里使用了2把密鑰，一把叫私有密鑰（私鑰），一把叫公開密鑰（公鑰），這2個密鑰是配對的一套密鑰，公鑰可以讓任何人都知道，而私鑰只有自己知道。

   另外，對于一對公鑰私鑰而言：公鑰加密的內容，只有私鑰才能解開；而私鑰加密的內容，所有公鑰都可以解開。

   這種方式可以很好的解決上面對稱密鑰加密方式的尷尬境地：對于一段內容，發送方可以使用公鑰進行加密發送給對方，接收方收到內容后用自己的私鑰進行解密，因為這樣不用發送解密的私鑰，從而不會落入黑客之手。

   有的人會有這樣的擔心：難道黑客就不能截獲加密的內容后破解加密的內容嗎？但是我告訴你，破解的難度相當大，就目前的技術來看不太現實。

 

二、混合加密技術-HTTPS

   https采用上面2種加密方式的混合加密機制（公開密鑰加密+共享密鑰加密），共享密鑰加密方式的密鑰用公開密鑰加密方式加密后發送給對方，然后建立通信后的內容采用共享密鑰加密方式。

   為什么采用這種混合方式呢？因為公開加密方式與共享加密方式相比，它的處理速度要慢，所以采用公開加密方式加密一次共享加密方式的密鑰后，后面的內容則多次采用共享加密方式，這樣可以大大增加效率。

Https協議詳解

三、安全隱患

   但是單純的采用這種混合加密方式，還是會出現安全問題。為什么呢？設想一下，如果第一步向服務器請求公鑰的時候，服務器會返回真實的公鑰，這時候如果有黑客在中間做一些調包及轉發工作，客戶端無法知曉對方的服務器是否是真實的服務器。為了解決這一安全問題，于是又添加了證書這一機制。

證書

   數字證書（證書）由數字證書認證機構（簡稱CA）頒發。CA何許人也？它是客戶端和服務器雙方都可信賴的權威的第三方機構。它的任務就是頒發證書，一般是給服務器頒發證書，頒發證書后就意味著這個服務器網站是值得信賴的；也可給客戶端頒發證書，但一般這種情況比較少見，只用在一些特殊的業務，比如：網上銀行等。

 

四、獲取證書

   如何獲取證書呢？當然是向CA申請及購買，交完錢后，它會給你服務器頒發一個證書。

   也可以免費申請證書，比如：FreeSSL

   有人可能會關心購買證書的價格，這里隨便在網上截了個圖，可以大概了解下

Https協議詳解

五、證書的主要內容

   證書中主要包含有：頒發對象的信息，頒發者，過期時間，數字簽名等，完整信息如下圖：

Https協議詳解

 

   拿百度網站為例，若是https網站，網址前面會有一把鎖，可以查看證書，也可導出證書。

Https協議詳解

 

Https協議詳解

 

 

一、數字簽名的重要性

   從上圖可以看到，證書中都會有數字簽名，那么什么是數字簽名呢？

   數字簽名其實就是特殊的加密校驗碼，客戶端在收到證書后會用瀏覽器內置的CA相應公鑰根據簽名算法對目標網站進行本地簽名，如果本地簽名與證書的簽名不一樣，則判定對方服務器是冒牌貨，停止傳輸。

上面提到為什么會用到瀏覽器內置的CA公鑰呢？

   數字證書認證機構的公開密鑰必須安全的轉交給客戶端，那么如何轉交又是一件很困難的事（唉！困難重重啊！），于是解決辦法是：大多數瀏覽器開發商在發布版本時，會事先在瀏覽器內部植入常用認證機構的公開密鑰。

 

HTTPS加密傳輸流程

   通過上面一些基本知識講解，可以更好的理解https到底是怎么工作，怎么保證網絡安全的，流程如下：

1、瀏覽器請求目標網站，服務器把證書發送給客戶端

2、客戶端會對證書進行本地簽名校驗（參考上面的數字簽名的重要性）

3、若校驗成功，則客戶端瀏覽器會隨機生成一個共享加密方式（對稱加密）的密鑰，然后會從證書中提取公鑰對剛剛生成的密鑰進行加密，得到密文并發送給服務器

4、服務器收到密文后用自己的私鑰進行解密，得到共享加密方式的密鑰

5、接下來的一系列的報文傳輸就采用共享加密方式，因為此時雙方（客戶端、服務器）都擁有了共享加密方式的密鑰，接下來就可以安全的愉快的玩耍了

Https協議詳解

 

Python代碼中關于SSL驗證的問題

   在我們寫代碼時請求https網站時經常會出現類似“certificate verify failed”這樣的錯誤。

   這樣的錯誤意思是SSL驗證出錯的問題，說白了，其實就是上面提到的數字簽名的校驗的錯誤。以Requests庫為例，內部引入了pyOpenSSL庫

出現SSL錯誤的代碼：

import requests headers = { 'user-agent' : 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; W…) Gecko/20100101 Firefox/59.0' } r = requests.get('https://hcaidcs.phe.org.uk/WebPages/GeneralHomePage.aspx', verify= True) print(r.status_code)

結果如下所示：

Https協議詳解

 

   參數verify默認為True。其實就是對證書驗證失敗，驗證的目的就是確認請求的目標服務器是不是真實的服務器。

 

解決方案：

1.我客戶端干脆不驗證，管你是不是真實的目標網站。這種解決方案是網上最流行的解決方式

2.下載目標網站證書后驗證唄

3.安裝requests的security 版本

pip3 install requests[security ]

 

解決方案1：不驗證

   將verify=False即可，但會出現警告，可以使用requests.packages.urllib3.disable_warnings() 禁用警告

import requests headers = { 'user-agent' : 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; W…) Gecko/20100101 Firefox/59.0' } r = requests.get('https://hcaidcs.phe.org.uk/WebPages/GeneralHomePage.aspx', verify= False) print(r.status_code)
Https協議詳解

 

 

解決方案2：下載目標網站驗證

   將目標網站的證書導出保存起來，如圖所示：

Https協議詳解

 

 

代碼如下：

import requests REQUESTS_CA_BUNDLE= r'e:/certificate/-pheorguk.crt' headers = { 'user-agent' : 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; W…) Gecko/20100101 Firefox/59.0' } r = requests.get('https://hcaidcs.phe.org.uk/WebPages/GeneralHomePage.aspx', verify= REQUESTS_CA_BUNDLE) print(r.status_code)

運行結果：200 沒有任何錯誤及警告

Https協議詳解

 

 

解決方案3：直接安裝安全版的requests，可以有效避免

pip3 install requests[security ]

 

來源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/64233102/?utm_id=0