深入了解HTTPS连接过程：原理、步骤与实践应用
一、引言
随着互联网技术的不断发展，网络安全问题日益受到关注。
为了保护用户数据安全和隐私，HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）作为一种安全通信协议，已经广泛应用于网站、在线支付、电子邮件等领域。
本文将详细介绍HTTPS连接过程的原理、步骤与实践应用，帮助读者更好地理解和应用HTTPS技术。
二、HTTPS概述
HTTPS是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议，它是在HTTP（Hypertext Transfer Protocol）基础上通过SSL（Secure Sockets Layer）或TLS（Transport Layer Security）协议提供加密和安全保障。
HTTPS连接可以提供身份验证和加密功能，确保数据传输的安全性。
三、HTTPS连接原理
HTTPS连接过程中涉及的主要组件包括客户端、服务器、SSL/TLS协议和证书。下面将详细介绍HTTPS连接的原理：
1. 客户端向服务器发起请求：客户端通过浏览器或其他应用程序向服务器发送HTTP请求。
2. 服务器响应请求并发送证书：服务器接收到请求后，会返回一个数字证书给客户端。数字证书包含了服务器的公钥、证书颁发机构等信息。
3. 客户端验证服务器证书：客户端接收到服务器证书后，会验证证书的合法性。如果证书合法，则继续建立安全连接；否则，客户端会中断连接。
4. 客户端生成随机值并加密：客户端生成一个随机值（也称为预主密钥），并使用服务器的公钥对其进行加密。
5. 服务器解密随机值并生成会话密钥：服务器接收到加密的随机值后，使用私钥进行解密，然后生成会话密钥。会话密钥用于加密和解密通信过程中的数据。
6. 建立安全连接：客户端和服务器使用会话密钥进行加密通信，确保数据传输的安全性。
四、HTTPS连接步骤
HTTPS连接的步骤包括建立连接、数据交换和关闭连接三个阶段。下面将详细介绍这些步骤：
1. 建立连接：客户端向服务器发起HTTPS请求，服务器响应并发送数字证书。客户端验证服务器证书后，生成随机值并加密，发送给服务器。服务器解密随机值并生成会话密钥。
2. 数据交换：一旦建立安全连接，客户端和服务器就可以开始交换数据了。所有数据在传输前都会使用会话密钥进行加密，确保数据的安全性。
3. 关闭连接：当客户端和服务器完成数据交换后，会关闭连接。在关闭连接之前，双方会发送关闭通知消息，以确保数据的完整性和可靠性。
五、HTTPS实践应用
HTTPS已经广泛应用于各个领域，如电子商务、在线支付、社交媒体等。下面将介绍几个常见的HTTPS实践应用场景：
1. 电子商务：在电子商务网站中，HTTPS用于保护用户的交易信息、账户密码等敏感数据，确保用户数据的安全性和隐私。
2. 在线支付：在线支付过程中，HTTPS保证支付信息的安全传输，防止支付信息被窃取或篡改。
3. 社交媒体：社交媒体网站使用HTTPS来加密用户数据，保护用户的隐私和安全。同时，HTTPS还可以防止中间人攻击和其他网络攻击。
4. 企业内部通信：企业内部使用HTTPS进行通信，确保重要业务数据的安全传输和存储。
六、结论
本文详细介绍了HTTPS连接过程的原理、步骤与实践应用。
通过对HTTPS的深入了解，我们可以更好地理解和应用这项安全技术，保护用户数据安全和隐私。
随着网络安全问题的日益严重，HTTPS将在未来发挥更加重要的作用。
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。
怎样才算对HTTP Socket通信，TCP/IP和HTTP/HTTPS有较深刻的理解
理论知识和实践经验：基本理论知识熟悉+做过相关项目。
网络面试题：TCP和UDP的9个区别是什么
TCP与UDP之间的区别
我喜欢比较两事物的不同点，这不仅使他们更加容易比较，而且会更容易记住他们之间的差异。
当我们比较TCP，UDP，我们需要了解TCP和UDP各自的工作方式，了解哪种协议提供了可靠保证交付和而哪个又没有。
哪种协议是快速的，他为什么更加快速，最重要的是，当我们了解了这些，在建设我们自己的分布式应用程序时，就知道该选择TCP还是UDP。
在这篇文章中，我们将看到9点UDP和TCP之间的差异，例如，连接步骤，排序，速度，可靠性，开销，头大小，拥塞控制，应用以及基于TCP和UDP协议不同，他们如何传输数据。
1.基于连接vs无连接
他们之间的第一点并且最重要的区别是：TCP是面向连接的协议，而UDP是无连接的协议。
这意味着当一个客户端和一个服务器通过TCP发送数据之前，必须先建立连接，他们可以通过TCP发送数据。
建立连接的过程也被称为TCP握手，他通过控制消息在客户端和服务器之间互换来实现。
下面的图形象描述了TCP握手过程。
客户端，它也是TCP连接的发起者，发送一个SYN消息给服务器，该服务器端正在监听某个TCP端口。
服务器接收该消息并发送一个SYN-ACK消息，客户端接受到该消息之后会再回一个ACK消息。
一旦服务器收到ACK消息，TCP连接就建立成功，准备数据传输了。
另一方面，UDP是无连接的协议，和点对点连接之前不需要发送消息。
这就是为什么，UDP更加适合消息的多播发布，从单个点向多个点传输消息。
2. 可靠性 不同
TCP提供交付保证,这意味着一个使用TCP协议发送的消息是保证交付给客户端的。
如果消息在传输过程中丢失,那么它将重发,这是由TCP协议本身控制的。
另一方面,UDP是不可靠的,它不提供任何交付的保证。
一个数据报包在运输途中可能会丢失。
这就是为什么UDP是不适合保证交付的项目。
3.有序性
除了提供交付保证，为TCP也保证了消息的有序性。
该消息将以从服务器端发出的同样的顺序发送到客户端，尽管这些消息到网络的另一端时可能是无序的。
TCP协议将会为你排好序。
UDP不提供任何有序性或序列性的保证。
数据包将以任何可能的顺序到达。
这就是为什么TCP是适合需要顺序交付方式的应用，尽管有基于UDP的协议通过使用序列号和重传来提供有序和可靠性的应用，如TIBCO Rendezvous，他实际上就是一个基于UDP的应用。
4.数据边界
TCP不保存数据的边界，而UDP保证。
在传输控制协议，数据以字节流的形式发送，并没有明显的标志表明传输信号消息（段）的边界。
在UDP中，数据包单独发送的，只有当他们到达时，才会再次集成。
包有明确的界限来哪些包已经收到，这意味着在消息发送后，在接收器接口将会有一个读操作，来生成一个完整的消息。
虽然TCP也将在收集所有字节之后生成一个完整的消息，但是这些信息在传给传输给接受端之前将储存在TCP缓冲区，以确保更好的使用网络带宽
5.速度
总而言之，TCP速度比较慢，而UDP速度比较快，因为TCP必须创建连接，以保证消息的可靠交付和有序性，他需要做比UDP多的多的事。
这就是为什么UDP更适用于对速度比较敏感的应用，例如：在线视频媒体，电视广播和多人在线游戏。
6.重量级vs轻量级
由于上述的开销，TCP被认为是重量级的协议，而与之相比，UDP协议则是一个轻量级的协议。
因为UDP传输的信息中不承担任何间接创造连接，保证交货或秩序的的信息。
这也反映在用于承载元数据的头的大小。
7. 头大小
TCP具有比UDP更大的头。
一个TCP数据包报头的大小是20字节，UDP数据报报头是8个字节。
TCP报头中包含序列号，ACK号，数据偏移量，保留，控制位，窗口，紧急指针，可选项，填充项，校验位，源端口和目的端口。
而UDP报头只包含长度，源端口号，目的端口，和校验和。
下图是TCP和UDP头：
8. 拥塞或流控制
TCP有流量控制。
在任何用户数据可以被发送之前，TCP需要三数据包来设置一个套接字连接。
TCP处理的可靠性和拥塞控制。
另一方面，UDP不能进行流量控制。
9. 用法和应用
在互联网中，TCP和UDP都运行在哪些环境中了？在了解了TCP和UDP之间的关键差异之后，我们可以很容易地得出结论，哪种情况适合他们。
由于TCP提供可靠交付和有序性的保证，它是最适合需要高可靠并且对传输时间要求不高的应用。
UDP是更适合的应用程序需要快速，高效的传输的应用，如游戏。
UDP是无状态的性质，在服务器端需要对大量客户端产生的少量请求进行应答的应用中是非常有用的。
在实践中，TCP被用于金融领域，如FIX协议是一种基于TCP的协议，而UDP是大量使用在游戏和娱乐场所。
基于TCP和UDP的协议
基于TCP协议的最好例子是HTTP协议和HTTPS协议，他们几乎存在于互联网的任何地方，实际上，绝大多数你所熟悉的通常协议，都是基于TCP的，例如：Telnet，FTP以及SMTP协议。
UDP协议没有TCP协议那么受欢迎，但是也被广泛应用，比如DHCP以及DNS协议，其他还有一些基于UDP的协议如SNMP,TFTP,BOOTP以及NFS（早期版本）。
特别需要记住的是，TCP是面向连接的，可靠的，缓慢的，可靠交付以及保证消息顺序的，而UDP是无连接的，不可靠的，没有序列保证，但是一个快速传输的协议。
TCP头开销也比UDP高得多，因为它每个数据包中药发送更多的元数据。
值得一提的是，TCP头的大小是20个字节，而UDP头大小是8个字节。
如果你不想丢失任何消息，使用TCP协议，而UDP能够高速传输数据，并且丢失少量的数据包是可以接受的，如视频流或在线多玩家游戏。
对于基于TCP / UDP协议，运行在Linux上的应用，需要牢记的基本网络命令，如Telnet和netstat，他们极大的帮助调试和排除任何连接问题。
