很多人讲不明白HTTPS，但是我能
今天我们用问答的形式，来彻底弄明白HTTPS的过程
下面的问题都是 小明和小丽两个人通信为例 可以把小明想象成服务端，小丽想象成客户端
1. https是做什么用的？
答：数据安全传输用的。
2. 数据如何安全的传输？
答：把数据加密以后，再发送。
3. 用哪种加密方式？
答：使用对称加密方式
因为：
- 单向加密：数据解密不了，不适合
- 对称加密：加密解密效率低，不适合
- 对称加密：加密解密效率高，非常适合
加密方式分3种：如下
- 单向加密 ：对数据加密后，解密不了，主要用来验证数据完整性
- 非对称加密：使用密钥对，即公钥和私钥，公钥加密，私钥可解密，私钥加密，公钥也可解密，加密解密效率很低（公钥 - publicKey, 私钥 - privateKey）
- 对称加密：双方使用同样的一个密钥S进行加密解密。加密解密效率高
4. 使用对称加密，会产生一个问题，密钥S容易被截取，那么密钥S又如何安全传输过去？
和第1个问题类似。现在的问题是：怎么把密钥S安全传输给对方
答：
- 小丽拿到小明的publicKey
- 小丽用publickey对密钥S进行加密，得到S1
- 小丽把S1发送给小明
- 小明用自己的privateKey对密钥S1进行解密，得到密钥S
- 此后小明和小花就用密钥S，对称加密算法进行通信了。
注：我们用 publicKey， privateKey 分别代表 公钥和私钥 为什么：因为小丽用小明的publicKey加密，只有用小明的私钥才能解密 所以这个过程是安全的。
就算中间S1被别人截取了，因为没有小明的私钥，也解不开。所以是安全的。 因为私钥只有小明有，公钥是可以公开的，其它人有可能也会有。
上面的过程看似安全的，虽然黑客截取了数据，但是没有小明的私钥，是解不开的。 但是，如果小丽拿到的公钥不是小明的而是黑客的，会怎么样呢？ 这就是中间人攻击了。下面分为小步骤讲解中间人攻击的过程
5. 什么是中间人攻击
答：我们为了清晰描述这个过程，分几个步骤：
- 在小明和小丽中间，有个黑客。也就是 小明 -- 黑客 -- 小丽
- 小明把自己的publicKey传给小丽的时候，被掉包了（别管黑客怎么办到的）。怎么掉包的呢？继续往下看
- 小明把publicKey传给小丽，但是中间有个黑客
- 实际上黑客截取了小明的publicKey。
- 然后，黑把自己也有一套自己的公钥和私钥,假如叫做 publicKeyHK, privateKeyHk
- 黑客把自己的publicKeyHK发给了小丽
- 接下来开始通信了
- 小丽用publicKeyHK把
密钥S进行加密，生成密钥S1 - 小丽把
密钥S1发送小明，此时被黑客截取 - 黑客用自己的私钥privateKeyHK,对
密钥S1进行解密，得到密钥S - 此时黑客有了真正的
密钥S了，并保存了一份副本 - 然后黑客用小明的publicKey，对
密钥S进行加密 ，得到密钥S2 - 黑客把
密钥S2发送给小明 - 小明收到
密钥S2，就用自己的privateKey，对密钥S2解密，得到密钥S - 上面小明是可以用自己的私钥解开
密钥S2的，因为密钥S2是用的小明的公钥进行加密的。 - 小明拿到了
密钥S后，接下来就用对称加密，用密钥S对数据进行加密，发送给小丽 - 因为中间有黑客，所以黑客就截取到数据，然后用
密钥S把数据解密，就可以看到内容了。 - 黑客看完内容后（此时数据泄露了），再用
密钥S对数据进行加密后，发送给小丽 - 此时小丽收到的数据，其实已经被黑客看过了。
- 所以此时，小明和小丽之间的通信已经不安全了。
- 这就是中间人攻击的整个过程，黑客就是所谓的那个中间攻，当然也可以是其它任何人。
所以，现在又产生了新的问题了了。可以用一张图来表示 小明和小花，以及老王，也就是本文中的 小明和小丽，以及黑客。这个图是以前做的，也懒得改了。能看懂就行。 
6. 如何安全的传输公钥？
就像升级打怪一样
-
第1怪：如何安全的传输数据？ 答案：用加密
-
第2怪：用哪种加密？ 答案：对称加密
-
第3怪：密钥S 如何安全传输给小丽？ 答案：小丽用小明的公钥对密钥S加密，然后传给小明
经过第3怪后，又产生了新的问题：小明的公钥(publicKey)如何安全的传输给小丽？
小明把公钥传输给小花的过程中，公钥被中间人掉包了，所以 如何把公钥安全的传输给小丽，又成了现在阶段让人头疼的问题。
那么小明如何安全的把自己的公钥，安全的传输给小丽呢？ 答案：CA机构。现在我们知道了，小明直接把公钥传输给小丽，有被掉包的风险，进而造成中间人攻击 直接从小明那里获取已经不安全了，那么就去CA机构里面获取公钥
7. CA机构是干什么用的？
问题1：想象一下，生活中，我们有个矛盾，有个问题，我们最相信的是谁？
答案1：肯定是政府啊
所以，我们也搞一个机构，并起个名，叫CA，我们大家都相信这个机构，这是规定。
问题2：CA是干什么用的呢？
答案2：就是解决公钥传输的问题的
CA是如何解决公钥传输的呢？
问题3：CA是如何解决公钥传输的呢？
答案3：小明把公钥给CA，不但是小明，其它的小强，小华，小乐....，都会把自己的公钥放在CA那里。 反应到互联网上，就是网站把自己的公钥放到CA那里，比如
www.helloworld.net网站，就会把自己的公钥放在CA那里。其它人想用公钥进行通信的，就会去CA获取对方的公钥。 在这里就是小丽去CA那里获取小明的公钥
注：CA也是够倒霉的，把传输公钥这么容易出问题的事，交给我。 没办法，CA就得干这个活，没办法，谁让它是CA呢
8. CA是如何解决，公钥传输问题的呢？
答案：使用数字证书。
讨厌，又出来一个名词，数字证书。 大家千万不要晕哈。坚持看完。
9. 数字证书是什么？工作原理是什么？
CA机构用来解决公钥传输，具体就是用数字证书来传输公钥。 所以，先强调一下：数字证书就是解决公钥传输问题的
如何想了解数字证书，先解决下面几个问题。
10. 数据传输过程中，如何保证内容不被篡改，即信息的完整性？
答案：使用单向加密，比如md5算法。
具体过程如下
- 小明用md5对
数据进行加密，得到一个字符串，我们把这个字符串起个名字叫：摘要 - 小明把
数据,对应的摘要，都传给小丽 - 小丽收到
数据，摘要后，用md5对数据进行加密，得到摘要2 - 对比
摘要和摘要2，如果相等，说明数据是完整的，没有被改过。
注：道高一尺，魔高一丈 在验证数据完整性的过程中，如果黑客又参与了呢？
- 小明把
数据，摘要发给小丽 - 黑客截取了
数据和摘要 - 黑客修改
数据为数据1，然后用md5对数据1加密，生成摘要1 - 黑客把
数据1，摘要1发送给小丽 - 小丽收到
数据1，摘要1后，用md5对数据1进行加密，得到摘要2 - 对比
摘要1和摘要2，如果相等，说明数据1是完整的，没有被改过。 - 结果是相等，小丽以为数据没有被改过，其实已经被黑客改过了的。
上面这个过程，也可以用一张图来表示
依然是我之前写的文章中的配图，只不过名字不太一样，可以看懂即可。 
11. 如何解决上面的问题，真正保证数据完整性呢？
答案：签名。
1. 什么是签名？
我们把几个名词放在一起，解释一下，容易说明白。
摘要：md5（或者其它单向加密算法），对数据进行加密出来的字符串，就叫做摘要
签名：小明用私钥对摘要进行加密，加密出来的字符串，就叫做签名
验签：小丽用小明的公钥，对签名进行解密操作，解密出来的摘要和原来的对比，就叫做验签
2. 非对称加密，另外一个作用：身份认证。 如何身份认证？
- 小明用md5对数据进行加密，得到
摘要 - 小明用自己的私钥对摘要进行加密运算得到
签名 - 小明将 md5, 摘要， 签名一起发送给小丽
- 小丽用小明的公钥对签名进行解密，到得信件摘要，假如为 d1
- 小丽用md5对信件内容进行运算，得到信件摘要，假如为 d2
- 对比 d1 和 d2 是否相等，相等说明信件内容
没有被篡改过 - d1 和 d2 不相等，说明信件内容
被篡改过
此时，这个过程就是安全的了
3. 什么是安全的呢？
比如，黑客又截取到了数据，摘要和md5算法
如果黑客再次截取了信件，黑客可以修改信件内容，再次用md5算出一个新的摘要出来
但是签名，黑客是修改不了的。因为签名是用的小明的私钥加密的，就算黑客能解密出来
黑客是没有办法生成新的签名的，因为小明的私钥只有小明自己有。
而且小丽收到信后，是用小明的公钥进行对签名解密的，黑客假如用自己的私钥对摘要进行加密生成新的签名
小花用小明的公钥是解密不了的。
12. 数字证书是怎么由来的？
答案：数字证书是由CA机构颁发的，比如小明想要一个数字证书，就需要向CA机构申请
13. 数字证书里面包含什么？
- 小明的公钥
- 颁发者：CA（证书认证机构）
- 有效期：证书的使用期限
- 摘要算法：指定的摘要算法，用来计算证书的摘要
- 指纹：也就是证书的摘要，保证证书的完整性
- 签名算法：用于生成签名，确保证书是由CA签发
- 序列号：证书的唯一标识
14. 数字证书里面的内容，如何产生？
-
将小明的公钥，颁发者，有效期，摘要算法 ，哈希算法写入证书
-
CA 根据证书中的指定的哈希算法
对证书整个内容（包含公钥，颁发者，有效期等）用哈希算法计算出整个证书的摘要，即 digest
也可以叫证书的指纹
-
CA根据签名算法以及上一步计算出来的摘要
**CA用自己的私钥对摘要进行加密，生成CA的签名，即 signature ** （记住这句话，后面有用）
-
最后把摘要，签名以及证书的基本信息，一起发布，就得到了小明的证书
15. 数字证书如何工作？
从上面的描述我们知道，数据证书就是用来解决公钥传输问题的。
同时我也告诉你，证书其实就是一个文件 。
那么证书是如何解决传输问题的呢？
通过下面几个小问题，我们来一点点揭开证书的工作原理
1. 小丽如何拿到小明的证书？
答：多种方式，比如从网站上下载。
2. 小丽拿到证书后，第一件事要干什么？
答：要验证证书是不是CA发的
解释：因为我们只相信CA是权威的，其它人发的我们认为是不安全的。所以要验证证书是否是CA发的。
3. 小丽如何验证证书是不是CA发的？
答：验签
4. 什么是验签？
答：所谓 验签 : 就好比你对合同中的签名进行签证，到底是不是某个人的真实字迹
证书 - 签名，就类似 ： 合同 - 签字
那么验签，就好验证一下，合同中的名字，是不是某个人的真实字迹，验证真的是这个人签的字。
在数字证书里面，验签：就是验证这个数字证书到底是不是CA颁发的。
5. 如何验签？
上面说过：CA用自己的私钥对摘要进行加密，生成CA的签名，即 signature 所以，验签就需要CA的公钥。
答：验签的步骤：
- 小丽用CA的公钥对signature进行密钥，生成摘要
d1。 - 然后再用证书里面的哈希算法，对证书进行哈希运算，到得摘要
d2。 - 如果 d1 == d2 , 验签通过，说明证书的确是CA颁发的。否则则不是，不安全。
6. 小丽从哪里获取到的CA的公钥？
答：操作系统自带的。
解释：
通过上面，我们知道，公钥在证书里面。
我们去哪里找CA的证书呢？
我们知道，需要证书，就去CA申请，CA会给我们颁发证书
那么CA机构也需要证书，从哪来呢？
其实也是CA颁发的，也就是CA自己给CA颁发证书。
当你安装操作系统的时候(不管是windows,linux,macos,android,ios等)
操作系统里面内置了大量的CA的证书。
所以我们无需关心CA的证书从哪里来。
7. 证书具体怎么工作？
答：步骤如下：
例如：小丽下载到了小明的证书。（相当于互联网里面，客户端从网站服务器那里下载了服务器的证书）
- 验签：验证证书是不是CA颁发的。
- 如果是CA颁发的。
- 看一下证书的所有的者不是小明的。
- 如果是，那么小丽就真的拿到了小明的证书
- 小明的证书里面， 有小明的公钥。
至此，我们完成了一件事：小丽安全的拿到了小明的公钥
我们先来看看，证书长什么样。在浏览器中打开 www.helloworld.net
我们看一下证书是什么样，如下图
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16. HTTPS工作的整个流程
通过上面的讲解，我们现在把整个流程串一遍
- 小丽下载了小明的证书
- 小丽对证书进行验签
- 验签通过，的确是CA颁发的
- 小丽从证书里面查看一下，证书所有者，的确是小明的。
- 小丽从证书里面拿到小明的公钥
- 小丽用小明的公钥，协商一个对称加密算法，并把对称算法的密钥S，进行加密得到S1
- 小丽把S1发到小明
- 小明收到S1，用自己的私钥解密，得到S
- 小明用对称加密算法，密钥S，对想到发送的数据进行加密，发给小丽
从此小明和小丽就可以安全的进行通信了。
17. 最后大总结
下面依然是以问答的方式，来总结所有的步骤。
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小丽和小明想安全的通信，怎么办？
对数据加密
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用哪种加密方式
对称加密
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密钥S如何安全的传输
小丽用小明的公钥对S进行加密，发给小明，小明用自己的私钥解密。 就这样，就传过来了。
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小明的公钥如何安全的传输给小丽？
用数字证书
-
数字证书干什么用的？
用来安全传输数字证书用的
- 数字证书是谁颁发给小明的？
CA颁发的。具体就是小明向CA申请。
- 如何辨别证书是否是CA颁发的？
用CA的公钥，对证书进行验签，通过说明是CA发的。
- 小丽如何知道证书是小明的？
证书里面记录的有证书所有者
好了，码字真的好累，自己整理了一天
也是发现其它的文章HTTPS的原理讲的不是很明白。
自己下定决心也写一篇，其它在之前也写过一篇
但是那次写的，觉得还不通透，语言不够简练。
所以这篇文章希望能用更简练的语言，来把HTTPS的原理说明白。
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