HTTPS为什么会出现
由于HTTP是明文传输，在传输的过程中，任何人都可能从中截获、修改或者伪造数据；其次是不会验证通信双方身份的；最后，通信双方是不会验证报文的完整性的。为了解决这些问题HTTPS就诞生了。
什么是HTPPS
HTTPS完善了HTTP协议，弥补了HTTP协议的缺陷。它不是新的协议，只是HTTP的通信接口被SSL或者TLS协议替代了。使用SSL与TLS来进行通信加密。可以说HTTPS是身披SSL外壳的HTTP。
HTTPS做了什么?
- 加密： 对传输的数据进行加密，防止被窃听。
- 数据一致性： 用户发送的数据会被完整的传输到服务器上，不会被篡改。
- 身份认证： 确认对方身份。
HTTPS端口号443，HTTPS如何做到安全性的，关键在于S 即SSL/TLS。
什么是SSL/TLS
- HTTP协议使用SSL协议之后，就具有加密、认证、数据准确性的功能。任何应用层的协议（比如SMTP电子邮件协议、TeInet远程登录协议等）都可以使用SSL协议进行加密。而TLS是以SSL为原型的一种协议。
- SSL（安全套接层），属于OSI七层模型中的第5层（会话层）。SSL在1999年被更名为TLS（传输安全层）。直到现在，TLS共出现三个版本: 1.1、1.2、1.3。目前使用最广泛的是1.2.
- TLS用于通信应用程序之间提供保密性、数据完整性。 TLS由记录协议、握手协议、警告协议、变更密码规范协议、扩展协议 等几个子协议组成，综合使用了对称加密、非对称加密、身份认证等许多密码学前沿技术。
对称加密
在了解对称加密前，先了解密码学 的东西：
- 明文 ： 一般认为明文是有意义的字符或者比特集，或者是通过某种公开编码就能获得的消息。
- 密文：对明文进行某种加密后就变成了了密文
- 加密：把原始的信息（明文）转换为密文的过程
- 解密：把已经加密的信息恢复为明文的过程。
对称加密：指加密和解密使用同一个密钥的方式。只要保证了密钥的安全性，那么整个通信过程也就具有安全性了。
对称加密的算法：
比如DES、3DES、ChaCha20等。目前常用的AES-128、AES-192 、AES-256、ChaCha20。
总结一下对称加密：
加密方使用密钥将原始数据加密，然后将密钥交给解密方解密。这样如果密钥被盗取，任何人都可以解密。
非对称加密
非对称加密有有个密钥：一个公钥一个私钥，一般公钥用来加密，私钥解密。公钥任何人都可以使用，而私钥只有自己使用，是不会传给任何人的。使用公钥加密的密文，只能使用私钥来解密。
非对称加密解决了对称加密的问题：就算公钥被黑客拿到，但是它没有私钥，也就无法解开密文。
非对称加密的算法：
比如：DH、DSA、RSA、ECC。
混合加密
TLS使用的对称加密与非对称加密 的混合加密方式来实现通信的安全性。
AES的加密（对称加密）比较快，而RSA/ECDHE的加密（非对称加密）的速度比较慢。所以TSL就结合了这两种加密方式。
过程大概是这样的（RSA加密）：
- 客户端向服务器发送一个
client_random随机数和加密方法 - 服务器收到之后，返回一个
server_random、加密方法、自己的公钥 - 客户端接收，接着生成另一个随机数
pre_random，使用公钥加密后传给服务器 - 服务器用公钥解密这个被加密后的
pre_random。
现在浏览器和服务器有三样相同的凭证:client_random、server_random和pre_random。然后两者用相同的加密方法混合这三个随机数，生成最终的对称密钥。
ps: 下面会详细讲解，这里只需知道还是会受到中间人攻击。
尽管这样还是会受到中间人攻击。
中间人攻击
如果黑客采用DNS劫持，将目标地址转换为黑客服务器的地址，然后黑客自己造一份公钥和私钥。所有的请求都发给中间人，中间人再以客户端的请求内容向正规的服务器发请求，这样所有的请求与响应，都会经过中间人。正式因为客户端不会验证公钥是不是来自自己请求的网站。
这就是中间人攻击，所以上面的混合加密方式还不可靠，我们还要验证server发来的公钥是不是来自自己请求的server。（认证）
摘要算法
在解决上面认证问题 前，先解决数据完整性问题，如何保证数据的完整性？
在TLS中，实现完整性的手段主要是摘要算法。比如MD5、SHA-1等，TLS推荐使用SHA-2（SHA-224/256/384/512）。
所谓摘要算法，可以理解为：把任意长度的数据压缩为一种固定长度的字符串，就要好像给数据加了把锁。 生成的字符串称为摘要。并且这种加密算法不可逆,即没有任何一种密钥可以解开。
这样就解决了数据完整性问题。下面再来看看解决身份认证问题。
身份认证
如何证明server的身份，就要给server颁发一个身份证，谁来颁发？ CA机构来颁发。
全球的CA机构就几家，CA机构可以为server颁发一个数字证书。
CA机构也有自己的私钥和公钥，不一样的是CA机构使用私钥加密，公钥解密。
- server将的原文，公钥传给CA
- CA使用摘要算法（SHA-2）将原文生成摘要。使用自己私钥加密这个摘要 —— 生成数字签名。并将数字签名、证书持有者、公钥等信息组成数字证书发给server。
- server 将原文和数字证书发给client。
- client拿到证书后，使用内置的对应的CA公钥进行解密，获取摘要，并使用相同的摘要算法（SHA-2）对传来的原文进行加密，生成另外一份摘要，比对两份摘要是否相同，相同则身份验证通过。使用这个公钥加密生成的对称密钥X给server，以后都用这个密钥X来通信.
传统的RSA版本握手过程
意思是非对称加密使用的是RSA加密算法。其实上面已经说了一遍，只是不一样是：
当服务器传送server_random、加密方法的时候，顺便会带上数字证书(包含了公钥), 接着浏览器接收之后就会开始验证数字证书。如果验证通过，那么后面的过程照常进行，否则拒绝执行。
梳理一下整个过程：
TLS 1.2 握手过程
TLS 1.2的握手过程，这里介绍的是非对称加密算法是ECDHE。看不传统的RSA版本有何不同。
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1、客户端发加密请求
传递：一个client_random随机数、所支持TLS版本、所支持的加密套件列表。
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随机数：用于后面生成对称密钥
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密码套件列表：什么是加密套件列表？举个例子：
比如：
TLS_ECDHE_WITH_AES_128_GCM_SHA256意思是：在
TLS握手过程中，使用ECDHE算法生成pre_rendom（后面会讲），使用128位的AES算法进行对称加密，在对称加密中使用主流的GCM分组模式，最后使用的摘要算法是SHA256
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2、服务器响应
传递：一个server_random随机数、一个server_params参数、确认TLS版本、确认加密套件列表、自己的证书。 （server_params下面会讲）
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3、客户端验证证书，生成对称密钥
客户端验证证书，验证通过后，传递
client_params参数给服务器（这个client_params会倍服务端放入公钥加密）。接着客户端通过
ECDHE算法计算出pre_random(基于client_params和server_params)再接着，客户端将这三个随机数
client_random、server_random、pre_random，通过一个伪随机函数计算最终的对称密钥。 -
4、服务端生成对称密钥
服务端收到客户端的
client_params参数后，也使用ECDHE算法通过ECDHE算法计算出pre_random(基于client_params和server_params)再将三个随机数
client_random、server_random、pre_random通过一个伪随机函数计算最终的对称密钥。
RSA和ECDHE的区别：
- ECDHE，是在主流的TLS1.2中，使用的非对称加密的加解密的算法，没有用到RSA。
- ECDHE还有一个特点：就是客户端发送完收尾消息后，可以提前抢跑，直接发HTTP报文，节省一个RTT，不必等收尾消息到达服务器，然后等服务器返回收尾消息。
TSL 1.3做了哪些改进?
在2018年就推出了 TLS1.3，对于TLS1.2做了一系列的改进，主要分为这几个部分:强化安全、提高性能
强化安全
TLS1.3废除了非常多的加密算法，最后保留了5个加密套件
- TLS_AES_128_GCM_SHA256
- TLS_AES_256_GCM_SHA384
- TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
- TLS_AES_128_GCM_SHA256
- TLS_AES_128_GCM_8_SHA256
可以看到，对称加密算法只有：AES和ChaCha20; 分组模式也只剩:GCM和POLY1305; 摘要算法只剩：SHA-256和SHA-384了。
注意： ECDHE非对称密钥的加密算法彻底取代了RSA加密算法。原因是：RSA被发现了漏洞，一旦服务器私钥被获取，之前所有的对称密钥都会获取，所有被加密的报文都会被破译。而ECDHE算法在每一次握手时，生成的是不同的pre_random,进而每一次握手的对称密钥也不同，即使私钥被破解，也不影响历史消息。这种一次破译不影响历史信息的性质也叫前向安全性。 RSA不具备前向安全性，而ECDHE具备，所有在TLS 1.3中RSA被彻底取代。
提升性能
握手改进：
- 在第一次握手时，客户端就会发送：
client_params参数，服务端不必等对方验证证书后，才拿到client_params, - 其他大体与TLS1.2都差不多，少一个
RTT时间，所以TLS1.3握手方式也叫1-RTT握手。
来张图：
最后在脑海中回想一下主流的加密算法：
- 对称加密算法： AES 、ChaCha20
- 非对称加密算法： ECDHE 、RSA
- 摘要算法： SHA
参考文章：