1
序言
今天來聊一聊https 安全傳輸的原理。
在開始之前，我們來虛構兩個人物， 一個是位於中國的張大胖， 還有一個是位於米國的Bill 。
這倆哥們隔着千山萬水，通過網絡聯繫上了， 兩個人臭味相投，聊得火熱。
此時正值米國大選， 張大胖親切地“致電”Bill, 對米國總統大選的情況表示強烈地關注。 Bill則回電說謝謝關心米國人的事情我們米國人自己做主，不用你們歪果仁瞎操心......
張大胖繼續“致電”說其實我們支持特朗普， 因爲希拉里太情緒化，太難打交道了， 我們挺希望看到特朗普上臺這樣米國就會變成 The Divided State of America ......
Bill 回電： 拉倒你吧你， 我們米國的政體有着強大的糾錯性， 雖然有時候發展得慢， 有時候會走上岔路， 但很快就會回到正途，幾百年來穩定得很，不像你們像坐了過山車一樣.....
兩個人越聊越投機，天南地北，海闊天空，還夾雜着不少隱私的話題。
2
總是有一種被偷看的感覺
有一天， Bill 突然意識到： 壞了， 我們的通信是明文的， 這簡直就是網絡上裸奔啊， 任何一個不懷好意的傢伙都可以監聽我們通信，打開我們發送的數據包，窺探我們的隱私啊。
張大胖說： “你不早點說，我剛纔是不是把我的微信號給你發過去了？ 我是不是告訴你我上週去哪兒旅遊了? 估計已經被人截取了吧！”
Bill 提議： “要不我們做個數據的加密？ 每次傳輸之前， 你把消息用一個加密算法加密， 然後發到我這裏以後我再解密， 這樣別人就無法偷窺了，像這樣： ”
張大胖冰雪聰明，一看就明白了， 這加密和解密算法是公開的，那個密鑰是保密的， 只有兩人才知道， 這樣生成的加密消息（密文） 別人就無法得知了。 他說： “Bill 老兄，你生成一個密鑰， 然後把密鑰發給我， 咱們這就開啓加密消息， 讓那些偷窺狂人們哭去吧！”
（注：這叫對稱加密算法， 因爲加密和解密用的是同一個密鑰）
一炷香功夫過去了， Bill 還是沒有迴音， 張大胖忍不住地催促： “快發啊？！！！”
Bill 終於回覆了： “ 我感覺有一雙眼睛正在虎視眈眈地盯着我們的通話， 如果我把密鑰發給你， 也被他截取了， 那加密豈不白費工夫？”
張大胖沉默了， 是啊， 網絡是不安全的， 這密鑰怎麼安全地發過來啊 ？
“奧，對了，我下週要去米國旅遊，到時候我們見一面，把密碼確定下來，寫到紙上，誰也偷不走， 這不就結了？”
“哈哈， 這倒是終極解決之道 ” Bill 笑了， “不過，我不僅僅和你聊天， 我還要和易卜拉欣，阿卜杜拉， 弗拉基米爾，克里斯托夫，瑪格麗特， 橋本龍太郎， 李賢俊， 許木木，郭芙蓉，呂秀才等人通信， 我總不能打着飛的，滿世界的和人交換密碼吧？ ”
張大胖心裏暗自佩服Bill同學的好友竟然遍佈全球，看來他對加密通信的要求更加強烈啊！
可是這個加密解密算法需要的密鑰雙方必須得知道啊， 但是密鑰又無法通過網絡發送， 這該死的偷窺者！
3
RSA : 非對稱加密
Bill 和 張大胖的通信無法加密，說話謹慎了不少， 直到有一天， 他們聽說了一個叫做RSA的非對稱加密算法，一下子來了靈感。
這個RSA算法非常有意思，它不是像之前的算法， 雙方必須協商一個保密的密鑰， 而是有一對兒鑰匙， 一個是保密的，稱爲私鑰，另外一個是公開的，稱爲公鑰。
更有意思的是，用私鑰加密的數據，只有對應的公鑰才能解密，用公鑰加密的數據， 只有對應的私鑰才能解密。
有了這兩個漂亮的特性， 當張大胖給Bill發消息的時候， 就可以先用Bill的公鑰去加密（反正Bill的公鑰是公開的，地球人都知道）， 等到消息被Bill 收到後， 他就可以用自己的私鑰去解密（只有Bill才能解開，私鑰是保密的 ）
反過來也是如此， 當Bill 想給張大胖發消息的時候，就用張大胖的公鑰加密， 張大胖收到後，就用自己的私鑰解密。
這樣以來，通信安全固若金湯， 沒有任何人能窺探他們的小祕密了。
非對稱加密+對稱加密
兩人實驗了幾次， 張大胖說： “Bill , 你有沒有感覺這個RSA的加密和解密有點慢啊？”
Bill嘆了口氣 ：“是啊， 我也注意到了， 剛纔搜了一下，這個RSA算法比之前的對稱密鑰算法要慢上百倍。我們就是加個密而已，現在搞得都沒法用了”
“回到咱們最初的問題，我們想用一個密鑰來加密通信，那個對稱加密算法是非常快的，但是苦於密鑰無法安全傳輸， 現在有了RSA ,我想可以結合一下， 分兩步走 (1) 我生成一個對稱加密算法的密鑰， 用RSA的方式安全發給你， (2) 我們隨後就不用RSA了， 只用這個密鑰，利用對稱加密算法來通信, 如何？ ”
Bill 說： “你小子可以啊， 這樣以來既解決了密鑰的傳遞問題， 又解決了RSA速度慢的問題，不錯。”
於是兩人就安全地傳遞了對稱加密的密鑰， 用它來加密解密，果然快多了！
5
中間人×××
張大胖把和Bill 聊天的情況給老婆彙報了一次。
老婆告誡他說： “你要小心啊， 你確定網絡那邊坐着的確實是Bill ?”
張大胖着急地辯解說：“肯定是他啊，我都有他的公鑰，我們倆的通信都是加密的。”
老婆提醒道：＂假如啊，Bill給你發公鑰的時候， 有個中間人，截取了Bill的公鑰， 然後把自己的公鑰發給了你，冒充Bill ，你發的消息就用中間人的公鑰加了密， 那中間人不就可以解密看到消息了？＂
張大胖背後出汗了，是啊，這個中間人解密以後，還可以用Bill的公鑰加密，發給Bill , Bill和我根本都意識不到， 還以爲我們在安全傳輸呢！
看來問題出現在公鑰的分發上！ 雖然這個東西是公開的， 但是在別有用心的人看來，截取以後還可以幹壞事 ！
6
你到底是誰？
但是怎麼安全地分發公鑰呢？ 似乎又回到了最初的問題： 怎麼安全的保護密鑰？
可是似乎和最初的問題還不一樣，這一次的公鑰不用保密，但是一定得有個辦法聲明這個公鑰確實是Bill的， 而不是別人的。
怎麼聲明呢？
張大胖突然想到： 現實中有公證處，它提供的公證材料大家都信任，那在網絡世界也可以建立一個這樣的具備公信力的認證中心， 這個中心給大家頒發一個證書， 用於證明一個人的身份。
這個證書裏除了包含一個人的基本信息之外，還有包括最關鍵的一環：這個人的公鑰！
這樣以來我拿到證書就可以安全地取到公鑰了 ！ 完美！
可是Bill 馬上潑了一盆冷水：證書怎麼安全傳輸？ 要是證書傳遞的過程中被篡改了怎麼辦？
張大胖心裏不由地咒罵起來： 我操， 這簡直就是雞生蛋，蛋生雞的問題啊。
天無絕人之路， 張大胖很快就找到了突破口： 數字簽名。
簡單來講是這樣的， Bill可以把他的公鑰和個人信息用一個Hash算法生成一個消息摘要， 這個Hash算法有個極好的特性，只要輸入數據有一點點變化，那生成的消息摘要就會有鉅變，這樣就可以防止別人修改原始內容。
可是作爲×××者的中間人笑了： “雖然我沒辦法改公鑰，但是我可以把整個原始信息都替換了， 生成一個新的消息摘要， 你不還是辨別不出來？”
張大胖說你別得意的太早 ， 我們會讓有公信力的認證中心（簡稱CA）用它的私鑰對消息摘要加密，形成簽名：
這還不算， 還把原始信息和數據簽名合併， 形成一個全新的東西，叫做“數字證書”
張大胖接着說：當Bill把他的證書發給我的時候， 我就用同樣的Hash 算法， 再次生成消息摘要，然後用CA的公鑰對數字簽名解密， 得到CA創建的消息摘要， 兩者一比，就知道有沒有人篡改了！
如果沒人篡改， 我就可以安全的拿到Bill的公鑰嘍，有了公鑰， 後序的加密工作就可以開始了。
雖然很費勁， 但是爲了防範你們這些偷窺者，實在是沒辦法啊。
中間人惡狠狠地說： “算你小子狠！ 等着吧，我還有別的招。 對了，我且問你， 你這個CA的公鑰怎麼拿到？ 難道不怕我在你傳輸ＣＡ公鑰的時候發起中間人×××嗎？ 如果我成功的僞裝成了ＣＡ，你這一套體系徹底玩完。”
張大胖語塞了，折騰了半天，又回到了公鑰安全傳輸的問題！
不過轉念一想，想解決雞生蛋，蛋生雞的問題必須得打破這個怪圈才行，我必須得信任ＣＡ，並且通過安全的的方式獲取他們的公鑰，這樣才能把遊戲玩下去。
（注：這些ＣＡ本身也有證書來證明自己的身份，並且ＣＡ的信用是像樹一樣分級的，高層的ＣＡ給底層的ＣＡ做信用背書，而操作系統／瀏覽器中會內置一些頂層的ＣＡ的證書，相當於你自動信任了他們。 這些頂層的ＣＡ證書一定得安全地放入操作系統／瀏覽器當中，否則世界大亂。）
7
https
終於可以介紹https了，前面已經介紹了https的原理， 你把張大胖替換成瀏覽器， 把Bill 替換成某個網站就行了。
一個簡化的（例如下圖沒有包含Pre-Master Secret）https流程圖是這樣的， 如果你理解了前面的原理，這張圖就變得非常簡單：
