在互聯網安全通信方式上，目前用的最多的就是HTTPS配合SSL和數字證書來保證傳輸和認證安全了。本文追本溯源圍繞這個模式談一談。
1 名詞解釋
首先解釋一下上面的幾個名詞：
· HTTPS：在HTTP(超文本傳輸協議)基礎上提出的一種安全的HTTP協議，因此可以稱爲安全的超文本傳輸協議。HTTP協議直接放置在TCP協議之上，而HTTPS提出在HTTP和TCP中間加上一層加密層。從發送端看，這一層負責把HTTP的內容加密後送到下層的TCP，從接收方看，這一層負責將TCP送來的數據解密還原成HTTP的內容。
· SSL(Secure Socket Layer)：是Netscape公司設計的主要用於WEB的安全傳輸協議。從名字就可以看出它在HTTPS協議棧中負責實現上面提到的加密層。因此，一個https協議棧大致是這樣的：
· 數字證書：一種文件的名稱，好比一個機構或人的簽名，能夠證明這個機構或人的真實性。其中包含的信息，用於實現上述功能。
· 加密和認證：加密是指通信雙方爲了防止敏感信息在信道上被第三方竊聽而泄漏，將明文通過加密變成密文，如果第三方無法解密的話，就算他獲得密文也無能爲力；認證是指通信雙方爲了確認對方是值得信任的消息發送或接受方，而不是使用假身份的騙子，採取的確認身份的方式。只有同時進行了加密和認真才能保證通信的安全，因此在SSL通信協議中這兩者都被應。
因此，這三者的關係已經十分清楚了：https依賴一種實現方式，目前通用的是SSL，數字證書是支持這種安全通信的文件。另外有SSL衍生出TLS和WTLS，前者是IEFT將SSL標準化之後產生的（TSL1.0），與SSL差別很小，後者是用於無線環境下的TSL。
2 如何加密
2.1 常用的加密算法
· 對稱密碼算法：是指加密和解密使用相同的密鑰，典型的有DES、RC5、IDEA（分組加密），RC4（序列加密）；
· 非對稱密碼算法：又稱爲公鑰加密算法，是指加密和解密使用不同的密鑰（公開的公鑰用於加密，私有的私鑰用於解密）。比如A發送，B接收，A想確保消息只有B看到，需要B生成一對公私鑰，並拿到B的公鑰。於是A用這個公鑰加密消息，B收到密文後用自己的與之匹配的私鑰解密即可。密鑰是B生成的。反過來也可以用私鑰加密公鑰解密。也就是說對於給定的公鑰有且只有與之匹配的私鑰可以解密，對於給定的私鑰，有且只有與之匹配的公鑰可以解密。典型的算法有RSA，DSA，DH；
· 散列算法：散列變換是指把文件內容通過某種公開的算法，變成固定長度的值（散列值），這個過程可以使用密鑰也可以不使用。這種散列變換是不可逆的，也就是說不能從散列值變成原文。因此，散列變換通常用於驗證原文是否被篡改。典型的算法有：MD5，SHA，Base64，CRC等。
在散列算法（也稱摘要算法）中，有兩個概念，強無碰撞和弱無碰撞。弱無碰撞是對給定的消息x，僞造出摘要信息相同的明文。強無碰撞是指在不知道被僞造的明文是什麼的情況下，也能僞造出具有相同摘要信息的明文。
已知HASH函數f（x），單向是指已知x可以求出f(x),但是從f(x)無法推斷x。
弱無碰撞是指已知x，要找出y使得f(y)=f(x)是不可行的。
強無碰撞是指想找出數對x，y，使得f(x)=f(y)是不可行的。
2.2 SSL協議通信流程
需要注意的是非對稱加解密算法的效率要比對稱加解密要低的多。所以SSL在握手過程中使用非對稱密碼算法來協商密鑰，實際使用對稱加解密的方法對http內容加密傳輸。
客戶端向服務器端發起對話，協商傳送加密算法。例如：對稱加密算法有DES、RC5，密鑰交換算法有RSA和DH，摘要算法有MD5和SHA。
服務器向客戶端發送服務器數字證書。比如：使用DES－RSA－MD5這對組合進行通信。客戶端可以驗證服務器的身份，決定是否需要建立通信。
客戶端向服務器傳送本次對話的密鑰。在 檢查服務器的數字證書是否正確、通過CA機構頒發的證書驗證了服務器證書的真實有效性之後，客戶端生成利用服務器的公鑰加密的本次對話的密鑰發送給服務器。
服務器用自己的私鑰解密，獲取本次通信的密鑰。
雙方的通信正式開始。
詳細通信過程見SSL握手階段詳細過程
從上面的過程可以看到，SSL協議是如何用非對稱密碼算法來協商密鑰，並使用密鑰加密明文並傳輸的。還有以下幾點補充：
· B使用數字證書把自己的公鑰和其他信息包裝起來發送A，用於A驗證B的身份。
· A生成的加密密鑰、加密初始化向量和hmac密鑰是雙方用來將明文摘要和加密的。加密初始化向量和hmac密鑰首先被用來對明文摘要（防止明文被篡改），然後這個摘要和明文放在一起用加密密鑰加密後傳輸。
· 由於只有B有私鑰，所以只有B可以解密ClientKeyExchange消息，並獲得之後的通信密鑰。
· 上述過程B沒有驗證A的身份，如果需要的話，SSL也是支持的，此時A也需要提供自己的證書。
2.3 數字證書
由上面的討論可以知道，數字證書在SSL傳輸過程中扮演身份認證和密鑰分發的功能。究竟什麼是數字證書呢？
簡而言之數字證書是一種網絡上證明持有者身份的文件，同時還包含有公鑰，數字證書=身份文件+公鑰。一方面，既然是文件那麼就有可能“僞造”，因此，證書的真僞就需要一個驗證方式；另一方面，驗證方需要認同這種驗證方式。
對於第一個需求，目前的解決方案是，證書可以由國際上公認的證書機構頒發，這些機構是公認的信任機構，一些驗證證書的客戶端應用程序：比如瀏覽器，郵件客戶端等，對於這些機構頒發的證書完全信任。當然想要請這些機構頒發證書可是要付錢的，通常在windows部署系統的時候會讓客戶端安裝我們自己服務器的根證書，這樣客戶端同樣可以信任我們的證書。
對於第二個需求，客戶端程序通常通過維護一個“根受信任機構列表”，當收到一個證書時，查看這個證書是否是該列表中的機構頒發的，如果是則這個證書是可信任的，否則就不信任。
2.3.1 證書的信任
因此作爲一個https的站點需要與一個證書綁定，無論如何，證書總是需要一個機構頒發的，這個機構可以是國際公認的證書機構，也可以是任何一臺安裝有證書服務的計算機。客戶端是否能夠信任這個站點的證書，首先取決於客戶端程序是否導入了證書頒發者的根證書。下圖說明了這個流程：
有時一個證書機構可能授權另一個證書機構頒發證書，這樣就出現了證書鏈。IE瀏覽器在驗證證書的時候主要從下面三個方面考察，只要有任何一個不滿足都將給出警告
· 證書的頒發者是否在“根受信任的證書頒發機構列表”中
· 證書是否過期
· 證書的持有者是否和訪問的網站一致
另外，瀏覽器還會定期查看證書頒發者公佈的“證書吊銷列表”，如果某個證書雖然符合上述條件，但是被它的頒發者在“證書吊銷列表”中列出，那麼也將給出警告。證書與密鑰
在ssl的加密過程一節中，我們知道要實現ssl加密通信，必須要雙方協商密鑰，ssl採用的是非對稱加密來實現密鑰交換。在這個過程中，服務端向客戶端發送的公鑰就包含在證書中。客戶端將自己生成的密鑰用公鑰加密，服務端用於公鑰匹配的私鑰解密。因此，可以想到的是，服務端保存了一個私鑰，並且也與https的站點綁定了。