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2.1 https 协议全记录.md

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2.1 https 协议全记录

HTTPS全称Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer，
直译过来就是通过SSL实现的超文本传输协议，简单来讲就是加密版的HTTP协议，也就是HTTP+SSL/TLS

HTTP是明文传输的，因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全，很容易在传输过程中被窃取，或者通信内容被人篡改冒充，使用HTTPS可以避免这些问题。

实际上我们现在的HTTPS都是用的TLS协议，但是由于SSL出现的时间比较早，并且依旧被现在浏览器所支持，因此SSL依然是HTTPS的代名词。 上面一大段话是转载的，简单而言就是TLS是SSL的升级版，现在浏览器一般用的都是TLS

2.1.3 HTTPS的优点

  • 从底层分析HTTPS有以下3大优点：

    • 防窃听：信息被加密了，第三方拿不到密码，所以可以防窃听；
    • 防篡改：还是因为信息被加密了，如果执意篡改的话，客户端无法解密不说，而且数据完整性校验这一关也过不了；
    • 防冒充：防止攻击者冒充他人身份参与通信，比如HTTPS的双向认证；

  • 从实际出发来看，HTTPS主要有以下优点：

    • 防止私密信息泄露，防止信息被篡改；
    • 有助于SEO，百度、谷歌均明确表示会优先收录、展示HTTPS站点的内容；
    • 完全杜绝运营商HTTP劫持问题；
    • 有效解决运营商DNS劫持问题，降低网站被劫持的风险;
    • HTTPS的小绿锁表示可以提升用户对网站信任程度（当然不是说有小绿锁的都是安全的）;
    • 可以有效防止山寨、镜像网站等；
    • 为未来升级HTTP/2做准备，HTTP/2必须基于HTTPS部署；

HTTPS的缺点

  • 服务器性能下降，开启HTTPS会增加内存、CPU、网络带宽的开销，特别是非对称加密这一块；
  • 访问速度下降，HTTP连接的建立需要3次握手，HTTPS还需要加上ssl的几次握手（具体是几次没去考究，有说是9次），当然下降主要是在第一次建立连接的时候，后面正常通信速度一般没啥变化；
  • 除了握手部分外，所有信息传输之后浏览器和服务器都要进行加密解密，又是一笔额外的开销；
  • 申请证书需要一笔花费，当然现在免费证书也很容易申请到，这个不算明显缺点；

一句话概括就是：性能和速度下降，但是具体下降多少呢，这个不太好讲，可以延伸阅读：HTTPS 要比 HTTP 多用多少服务器资源？

2.1.5. HTTPS原理

HTTPS主要分为单向认证和双向认证，99%的场景都只需要单向认证，

2.1.5.2 单向认证

具体过程如下： 浏览器访问一个https地址，同时向服务端发送支持的SSL协议版本、支持的加密算法、一个客户端生成的随机数（用于稍后生成”对话密钥”）等。 服务端给客户端返回要使用的SSL协议版本号、加密算法、一个服务器生成的随机数（也同样用于稍后生成”对话密钥”），另外还有一个最重要的，返回服务器端的证书，即公钥证书； 客户端收到服务器回应以后，首先验证证书是否合法，如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期、或者返回的公钥不能正确解开返回证书中的数字签名，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信。如果证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥继续； 客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案（注意是对称加密），供服务器端进行选择； 服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式； 服务器将选择好的加密方案通过明文方式返回给客户端； 客户端接收到服务端返回的加密方式后，使用该加密方式生成产生一个随机密钥（后续用作通信过程中对称加密的密钥），然后将该随机数用用证书中的公钥加密发给服务端； 服务器收到客户端返回的加密信息后，使用自己的私钥进行解密，获得最终的对称加密密钥。至此，客户端和服务端都得到一个随机密钥，并且这个密钥别人没法知道； 在接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密解密，保证通信过程中信息的安全。

2.1.5.4 双向认证

双向认证和单向认证原理基本差不多，主要区别是除了客户端需要认证服务端以外，服务端对客户端也需要认证。什么场景下需要验证客户端呢？比如一些银行业务，银行会要求客户必须在电脑上插入它们签发的U盾之类的东西，或者安装什么控件，这里就类似客户端证书的概念，没有这个证书的人无法使用银行提供的业务。

2.2 CA

2.2.1 何为CA

CA(Certificate Authority)，即证书认证机构，它的作用就是提供证书（即服务器证书，由域名、公司信息、序列号和签名信息组成）加强服务端和客户端之间信息交互的安全性，以及证书运维相关服务。任何个体/组织都可以扮演 CA 的角色，难的是你要能得到全世界各大操作系统、浏览器等的默认信任，能得到他们的默认信任，你也可以自己开一家CA公司了，这类证书通常叫做根证书。浏览器默认信任的 CA 大厂商有很多，比如 Symantec赛门铁克、Comodo、Godaddy、GolbalSign(百度微博等都是它签发的) 和 Digicert。

2.3 SSL证书

2.3.1 证书的种类

SSL 证书按大类一般可分为DV SSL 、OV SSL、EV SSL证书，又叫域名型、企业型、增强型证书

2.3.2. 证书的格式

一般来说，主流的 Web 服务软件，通常都基于 OpenSSL 和 Java 两种基础密码库。

Tomcat、Weblogic、JBoss等Web服务软件，一般使用JDK自带的Keytool工具，生成Java Keystore（JKS）格式的证书文件。 Apache、Nginx等Web服务软件，一般使用OpenSSL工具提供的密码库，生成 .key、.crt等格式的证书文件。 IBM 的 Web 服务产品，如 Websphere、IBM Http Server（IHS）等，一般使用 IBM 产品自带的 iKeyman 工具，生成 KDB 格式的证书文件。 微软的IIS使用Windows自带的证书库生成pfx格式的证书文件。

3.1第一步，生成证书

证书一般都是用openssl来生成，当然也可以用jdk自带的keytool来生成，但是最终还是要用openssl来转换格式，所以一般还是推荐用openssl来生成。

3.1.2.1 安装openssl

首先当然还是安装openssl，这里我们只介绍Windows平台，Linux系统的请参考这里，点击这里下载Win64位的安装包

安装很简单，安装完毕之后为了使用方便，建议配置一下环境变量：

3.1.2.2. 生成CA根证书

我们先生成一个自己的CA根证书ca.crt，然后再用这个根证书生成服务端证书server.crt，有人会问， 为啥不直接生成服务端证书呢？因为这样做的话将来我们只要导入一个CA根证书，其它所有用它生成的证书都默认是可信任的，方便嘛！

好了，说了这么多废话，下面开始了：

# 生成CA私钥
openssl genrsa -out ca.key 1024
# 生成CA根证书，-day指定证书有效期
openssl req -new -x509 -key ca.key -out ca.crt -days 365

就这么简单，第二步需要输入几个东西，虽然说乱填也可以，但建议按照提示来填，其中Common Name需要特别注意， 如果是生成CA证书的话，可以输入诸如My CA之类的，如果是生成服务端证书的话，必须输入网站的域名，可以输入泛域名，如*.haoji.me

3.1.2.3. 生成服务端证书

和CA证书的生成不同的时，我们需要先生成一个csr证书请求文件文件(CSR,Cerificate Signing Request)， 有了这个文件之后再利用CA根证书生成最终的证书：

# 生成服务端私钥
openssl genrsa -out server.key 1024
# 生成证书请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr
# 生成最终证书文件，-day指定证书有效期
openssl x509 -req -days 365 -sha256 -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -in server.csr -out server.crt

以上证书在Chrome55下测试没问题，但是Chrome61下测试提示Subject Alternative Name missing错误：

The certificate for this site does not contain a Subject Alternative Name extension containing a domain name or IP address.

提示必须指定DNS Name或者IP地址，而指定这个必须要用v3的证书。 生成v3证书只需要比上面多加2个参数-extfile openssl.cnf -extensions v3_req，但是多了一个额外的配置文件， 这个文件里面可以填很多东西（完整配置文件参考这里），我们这里仅仅需要指定subjectAltName即可。

先准备一个名为openssl.cnf的文件，内容如下：

[v3_req]
subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
DNS.1 = localhost.com
DNS.2 = www.localhost.com
DNS.3 = www.test123.com
#IP.1 = 127.0.0.1

解释一下，这里的alt_names指的是最终可以访问的域名或者IP，所以，其实一个证书是可以多个网站同时使用的。被访问域名只要满足DNS和IP中的一个，其证书就是合法的。

然后再来重新生成证书，为了对大家产生误导，我们再来一遍完整的过程：

# 生成服务端私钥
openssl genrsa -out server.key 1024
# 生成证书请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr
# 生成最终证书文件，-day指定证书有效期
openssl x509 -req -days 365 -sha256 -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -extfile openssl.cnf -extensions v3_req -in server.csr -out server.crt

3.1.2.4. 生成客户端证书

如果需要实现HTTPS双向认证，还要按照上述服务端一模一样的操作再生成一个client.crt和client.key，这里我们就不重述了，90%的场景都是不需要双向认证的。

3.1.2.5. Windows导入证书

上述步骤执行完之后生成了如下文件：

我们只需要双击ca.crt导入这个自制根证书即可，以后只要是利用这个证书生成证书浏览器都会认为是可信任的，这让我想起了12306干的勾当，如果你能把你这个根证书推广到全世界的电脑和手机，那么你也可以成立一家CA公司专门卖证书了，哈哈。

导入的时候注意证书存储位置

参考