从基本原理到实际应用：HTTPS身份验证全方位解析
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关注。
HTTPS作为一种安全的超文本传输协议，广泛应用于网站、在线支付、电子邮件等领域。
HTTPS通过加密技术，确保数据在传输过程中的安全性。
本文将全面解析HTTPS身份验证的基本原理和实际应用。
二、HTTPS概述
HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是一种通过计算机网络进行安全通信的协议。
它在HTTP协议的基础上，添加了SSL/TLS加密技术，确保数据在传输过程中的保密性和完整性。
HTTPS的主要目标是防止数据在传输过程中被第三方窃取或篡改。
三、HTTPS身份验证基本原理
1. 证书颁发机构（CA）
HTTPS身份验证的核心是证书颁发机构（CA）。
CA是可信的第三方机构，负责为网站颁发数字证书。
数字证书中包含网站的身份信息、公钥及CA的签名。
2. 公钥和私钥
公钥和私钥是一对加密密钥，用于加密和解密数据。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
网站在配置HTTPS时，会将公钥安装在服务器上，而私钥则保存在安全的地方。
3. SSL/TLS握手
当客户端（如浏览器）访问服务器时，会进行SSL/TLS握手过程。
在此过程中，服务器向客户端提供证书，客户端验证证书的合法性。
如果证书合法，则建立安全的通信通道，否则拒绝连接。
4. 身份验证过程
在HTTPS身份验证过程中，服务器通过提供证书来证明自己的身份。
客户端通过验证证书来确认服务器的身份。
如果证书被信任的CA颁发且有效，则身份验证成功。
四、HTTPS身份验证的实际应用
1. 网站安全
HTTPS身份验证广泛应用于网站安全。
通过配置HTTPS，网站可以保护用户隐私和数据安全。
用户在浏览网站时，浏览器会检查网站的SSL证书，以确保数据在传输过程中的安全性。
2. 在线支付
在线支付是HTTPS身份验证的重要应用场景之一。
支付过程中涉及用户账户信息、交易数据等敏感信息。
通过HTTPS身份验证，可以确保支付过程的安全性，防止支付信息被窃取或篡改。
3. 电子邮件
电子邮件是日常通信的重要工具，包含个人信息、工作文件等敏感内容。
HTTPS身份验证可以保护邮件在传输过程中的安全，防止邮件被拦截或篡改。
4. 云服务
云服务提供商通过HTTPS身份验证确保用户数据安全。
用户在访问云存储、备份等数据时，通过HTTPS进行身份验证，确保数据的私密性和完整性。
五、HTTPS身份验证的挑战与对策
1. 证书管理难度
大规模部署HTTPS时，证书管理难度较大。
需要建立完善的证书管理体系，确保证书的安全性和时效性。
2. 用户体验影响
HTTPS握手过程较HTTP更为复杂，可能对用户体验产生影响。
可以通过优化网络架构、选择高效的加密算法等方式减轻影响。
3. 安全性持续提高
随着网络安全威胁的不断演变，需要持续提高HTTPS的安全性。
这包括更新加密算法、加强证书管理、提高CA的信任度等方面。
六、结论
HTTPS身份验证是保障网络安全的重要手段。
本文全面解析了HTTPS身份验证的基本原理和实际应用，包括证书颁发机构、公钥和私钥、SSL/TLS握手、身份验证过程等方面。
同时，也探讨了HTTPS身份验证在实际应用中的挑战与对策。
随着网络技术的不断发展，HTTPS身份验证将在更多领域得到广泛应用，为保障网络安全发挥重要作用。
http和https对系统有什么影响
（1）HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），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。
它是一个URI scheme（抽象标识符体系），句法类同http:体系。
用于安全的HTTP数据传输。
https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间）。
这个系统的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通讯方法，现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。
（2）超文本传输协议 (HTTP-Hypertext transfer protocol) 是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。
（3）https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
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 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。
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 ，要比http协议安全
谁给我解释一下HTTPS的定义与应用环境？”
HTTPS（Secure Hypertext Transfer Protocol）安全超文本传输协议它是由Netscape开发并内置于其浏览器中，用于对数据进行压缩和解压操作，并返回网络上传送回的结果。
HTTPS实际上应用了Netscape的完全套接字层（SSL）作为HTTP应用层的子层。
（HTTPS使用端口443，而不是象HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。
）SSL使用40 位关键字作为RC4流加密算法，这对于商业信息的加密是合适的。
HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证，如果需要的话用户可以确认发送者是谁。
也就是说它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。
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请看SSL。
它是一个URI scheme(抽象标识符体系)，句法类同http:体系。
用于安全的HTTP数据传输。
https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间）。
这个系统的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通讯方法，现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。
限制它的安全保护依赖浏览器的正确实现以及服务器软件、实际加密算法的支持.一种常见的误解是“银行用户在线使用https:就能充分彻底保障他们的银行卡号不被偷窃。
”实际上，与服务器的加密连接中能保护银行卡号的部分，只有用户到服务器之间的连接及服务器自身。
并不能绝对确保服务器自己是安全的，这点甚至已被攻击者利用，常见例子是模仿银行域名的钓鱼攻击。
少数罕见攻击在网站传输客户数据时发生，攻击者尝试窃听数据于传输中。
商业网站被人们期望迅速尽早引入新的特殊处理程序到金融网关，仅保留传输码(transaction number)。
不过他们常常存储银行卡号在同一个数据库里。
那些数据库和服务器少数情况有可能被未授权用户攻击和损害。
TLS 1.1之前这段仅针对TLS 1.1之前的状况。
因为SSL位于http的下一层，并不能理解更高层协议，通常SSL服务器仅能颁证给特定的IP/端口组合。
这是指它经常不能在虚拟主机(基于域名)上与HTTP正常组合成HTTPS。
这一点已被更新在即将来临的TLS 1.1中—会完全支持基于域名的虚拟主机。
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。
