深度解析HTTPS加密机制及其工作流程
一、引言
随着互联网技术的飞速发展，网络安全问题日益受到人们的关注。
为了保护用户隐私和数据安全，HTTPS（Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer）加密协议逐渐成为网络传输的标准。
本文将深度解析HTTPS加密机制及其工作流程，帮助读者了解HTTPS如何确保数据传输的安全性。
二、HTTPS概述
HTTPS是一种通过计算机网络进行安全通信的HTTP协议。
它在HTTP和TCP之间增加了一层SSL/TLS加密层，对传输的数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。
HTTPS协议广泛应用于网银、电商、社交等场景，保障用户隐私和交易安全。
三、HTTPS加密机制
HTTPS加密机制主要依赖于SSL/TLS协议。
SSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）是一种安全的网络通信协议，用于在互联网上实现安全的连接和数据传输。
1. 对称加密与非对称加密
HTTPS加密机制主要使用了对称加密和非对称加密两种加密方式。
对称加密是指加密和解密使用相同的密钥，具有运算速度快的特点；非对称加密则使用一对密钥，公钥用于加密，私钥用于解密，具有安全性高的特点。
2. 加密流程
（1）客户端向服务器发送请求时，首先会发送一个“握手”信息，包括客户端支持的加密算法列表等信息。
（2）服务器接收到“握手”信息后，根据自己的配置和客户端支持的算法列表，选择一套双方都支持的加密算法和随机生成的对称加密密钥，同时生成一个数字证书，将证书、选择的加密算法和随机生成的密钥通过公钥加密后发送给客户端。
数字证书是由权威机构颁发的、包含网站身份信息、公钥等信息的数据结构。
（3）客户端接收到服务器发送的信息后，会验证数字证书的有效性，如果证书有效，则通过证书的公钥解密出服务器选择的加密算法和随机生成的对称加密密钥。
（4）客户端验证证书通过后，会生成一个新的随机密钥（通常是对称加密算法的密钥），然后通过之前解密得到的服务器公钥对这个随机生成的密钥进行加密，并发送给服务器。
这样，只有持有相应私钥的服务器才能解密得到这个随机密钥。
这个随机密钥将用于之后的数据传输过程中的对称加密和解密。
（5）服务器接收到客户端发送的加密后的随机密钥后，使用自己的私钥解密得到这个随机密钥。
然后服务器和客户端就可以通过这个随机密钥进行对称加密和解密操作，保证数据传输的安全性。
四、HTTPS工作流程
1. 客户端发起请求：客户端向服务器发送一个请求，包括要访问的网页地址等信息。
2. 服务器响应请求：服务器接收到请求后，根据请求信息进行处理，并将处理结果通过SSL/TLS协议进行加密。
3. 传输加密数据：服务器将加密后的数据发送给客户端，客户端接收到数据后进行解密操作。解密过程中会验证服务器的数字证书有效性，以确保数据的安全性。解密成功后，客户端就能获取到服务器返回的数据内容。整个传输过程中，数据始终处于加密状态。数据传输完毕后，服务器和客户端之间的连接会关闭或等待下一次请求。在这个过程中，HTTPS协议保证了数据传输的安全性和完整性，确保用户隐私和数据安全不被窃取或篡改。在整个工作过程中关键的信息是受到SSL/TLS保护的通信协议保护的密钥交换和数据传输过程的安全性和完整性保证。HTTPS协议还提供了身份验证功能以确保通信方的真实性从而避免了中间人攻击的风险和安全漏洞的存在降低了安全风险保障了网络安全和用户隐私权益不受损害的实现数据加密的目的确保了通信的机密性和完整性。在进行 HTTPS 通信时还可以支持透明的代理设计和灵活性提供了高级的安全保障从而避免数据的篡改和保护敏感信息的隐私和数据安全避免潜在的威胁和数据泄露风险确保了网络安全和用户权益的安全保障 HTTPS 协议在网络通信中扮演着重要的角色它通过安全连接确保了数据的机密性和完整性保障了用户隐私和数据安全并提供了强大的安全保障措施以保护用户免受网络攻击和数据泄露的风险确保了网络通信的安全可靠为现代网络社会提供了安全保障基础并为数据安全和网络发展保驾护航扮演着网络安全守门人的重要角色有助于构建更加安全可信的网络环境并推动互联网健康有序发展 HTTPS 协议是一种高度可靠的协议其可靠性和安全性也得到了广泛的应用和用户认可得到了广泛的应用场景和业务领域的支持和认可通过实现安全的网络连接保障了数据安全传输保护了用户的隐私权益不受损害并具有高度的灵活性和适应性能够更好地适应未来的网络环境和发展趋势提供了强大的安全保障措施以确保网络通信的安全可靠保障了网络安全和用户权益的安全保障具有重要意义和广泛的应用前景随着互联网的不断发展 HTTPS 协议的应用将会越来越广泛并发挥更大的作用和意义保护用户的隐私和数据安全促进互联网健康有序发展具有广阔的应用前景和发展空间将为人们带来更加安全可信的网络环境保护用户的权益不受损害推动网络社会的可持续发展实现网络通信的安全可靠保护用户的隐私和数据安全具有重要意义和价值值得广泛推广和应用具有重要意义和价值在网络安全领域发挥着不可替代的作用为构建安全可信的网络环境保驾护航守护着网络安全和用户权益的安全保障成为互联网发展的重要支柱和安全保障基石保障了网络世界的健康有序发展维护了网络安全和用户权益的安全保障具有重要的战略意义和价值发挥着不可替代的作用促进了互联网的发展和应用保障了用户的隐私和数据安全促进了网络社会的可持续发展具有重要的意义和价值成为了构建网络安全社会的重要力量在现代网络通信中发挥重要的作用并具有广泛的社会价值和影响保护用户隐私和数据
https加密是在哪一层
https加密是在传输层。
这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。
参考：HTTPS加密协议详解
HTTPS 加密了什么内容
HTTPS加密是发生在应用层与传输层之间，所以传输层的数据才是经过加密的，比如常见的用户名，密码等数据。参考：
https和http的区别？
HTTP 属于超文本传输协议，用来在 Internet 上传送超文本，而 HTTPS 为安全超文本传输协议，在 HTTPS 基础上拥有更强的安全性，简单来说 HTTPS 是 HTTP 的安全版，是使用 TLS/SSL 加密的 HTTP 协议。
超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息，HTTP协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密，如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文，就可以直接读懂其中的信息，因此，HTTP协议不适合传输一些敏感信息，比如：信用卡号、密码等支付信息。
为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用另一种协议：安全套接字层超文本传输协议HTTPS，为了数据传输的安全，HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。
一、HTTP和HTTPS的基本概念
HTTP：是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准（TCP），用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。
HTTPS：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就需要SSL。
HTTPS协议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。
二、HTTP与HTTPS有什么区别？
HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文的，因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全，为了保证这些隐私数据能加密传输，于是网景公司设计了SSL（Secure Sockets Layer）协议用于对HTTP协议传输的数据进行加密，从而就诞生了HTTPS。
简单来说，HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全。
HTTPS和HTTP的区别主要如下：
1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。
2、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。
3、http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
4、http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。
三、HTTPS的工作原理
我们都知道HTTPS能够加密信息，以免敏感信息被第三方获取，所以很多银行网站或电子邮箱等等安全级别较高的服务都会采用HTTPS协议。
客户端在使用HTTPS方式与Web服务器通信时有以下几个步骤，如图所示。
（1）客户使用https的URL访问Web服务器，要求与Web服务器建立SSL连接。
（2）Web服务器收到客户端请求后，会将网站的证书信息（证书中包含公钥）传送一份给客户端。
（3）客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级，也就是信息加密的等级。
（4）客户端的浏览器根据双方同意的安全等级，建立会话密钥，然后利用网站的公钥将会话密钥加密，并传送给网站。
（5）Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。
（6）Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。
四、HTTPS的优点
尽管HTTPS并非绝对安全，掌握根证书的机构、掌握加密算法的组织同样可以进行中间人形式的攻击，但HTTPS仍是现行架构下最安全的解决方案，主要有以下几个好处：
（1）使用HTTPS协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；
（2）HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性。
（3）HTTPS是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。
（4）谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法，并称“比起同等HTTP网站，采用HTTPS加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。
五、HTTPS的缺点
虽然说HTTPS有很大的优势，但其相对来说，还是存在不足之处的：
（1）HTTPS协议握手阶段比较费时，会使页面的加载时间延长近50%，增加10%到20%的耗电；
（2）HTTPS连接缓存不如HTTP高效，会增加数据开销和功耗，甚至已有的安全措施也会因此而受到影响；
（3）SSL证书需要钱，功能越强大的证书费用越高，个人网站、小网站没有必要一般不会用。
（4）SSL证书通常需要绑定IP，不能在同一IP上绑定多个域名，IPv4资源不可能支撑这个消耗。
（5）HTTPS协议的加密范围也比较有限，在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面几乎起不到什么作用。
最关键的，SSL证书的信用链体系并不安全，特别是在某些国家可以控制CA根证书的情况下，中间人攻击一样可行。
六、http切换到HTTPS
如果需要将网站从http切换到https到底该如何实现呢？
这里需要将页面中所有的链接，例如js，css，图片等等链接都由http改为https。
例如：改为，这里虽然将http切换为了https，还是建议保留http。
所以我们在切换的时候可以做http和https的兼容，具体实现方式是，去掉页面链接中的http头部，这样可以自动匹配http头和https头。
例如：将改为//。
然后当用户从http的入口进入访问页面时，页面就是http，如果用户是从https的入口进入访问页面，页面即使https的。
