003:(传统RSA版本)HTTPS为什么让数据传输更安全？
谈到HTTPS, 就不得不谈到与之相对的HTTP。HTTP的特性是明文传输，因此在传输的每一个环节，数据都有可能被第三方窃取或者篡改，具体来说，HTTP 数据经过 TCP 层，然后经过WIFI路由器、运营商和目标服务器，这些环节中都可能被中间人拿到数据并进行篡改，也就是我们常说的中间人攻击。
为了防范这样一类攻击，我们不得已要引入新的加密方案，即 HTTPS。
HTTPS并不是一个新的协议, 而是一个加强版的HTTP。其原理是在HTTP和TCP之间建立了一个中间层，当HTTP和TCP通信时并不是像以前那样直接通信，直接经过了一个中间层进行加密，将加密后的数据包传给TCP, 响应的，TCP必须将数据包解密，才能传给上面的HTTP。这个中间层也叫安全层。安全层的核心就是对数据加解密。
接下来我们就来剖析一下HTTPS的加解密是如何实现的。
对称加密和非对称加密
概念
首先需要理解对称加密和非对称加密的概念，然后讨论两者应用后的效果如何。
对称加密是最简单的方式，指的是加密和解密用的是同样的密钥。
而对于非对称加密，如果有 A、 B 两把密钥，如果用 A 加密过的数据包只能用 B 解密，反之，如果用 B 加密过的数据包只能用 A 解密。
加解密过程
接着我们来谈谈浏览器和服务器进行协商加解密的过程。
首先，浏览器会给服务器发送一个随机数client_random
和一个加密的方法列表。
服务器接收后给浏览器返回另一个随机数server_random和加密方法。
现在，两者拥有三样相同的凭证: client_random、server_random和加密方法。
接着用这个加密方法将两个随机数混合起来生成密钥，这个密钥就是浏览器和服务端通信的暗号。
各自应用的效果
如果用对称加密的方式，那么第三方可以在中间获取到client_random、server_random和加密方法，由于这个加密方法同时可以解密，所以中间人可以成功对暗号进行解密，拿到数据，很容易就将这种加密方式破解了。
那能不能只用非对称加密呢？理论上是可以的，但实际上非对称加密需要的计算量非常大，对于稍微大一点的数据即使用最快的处理器也非常耗时。后面有机会给大家分享一下 RSA 非对称加密算法的原理，大家就会有更加直观的认识，这里我们先不深究。
对称加密和非对称加密的结合
可以发现，对称加密和非对称加密，只用前者会有安全隐患，只用后者性能消耗又太大。那我们能不能把两者结合，保证性能的同时又能保证安全呢？
其实是可以的，演示一下整个流程：
- 浏览器向服务器发送
client_random和加密方法列表。 - 服务器接收到，返回
server_random、加密方法以及公钥。 - 浏览器接收，接着生成另一个随机数
pre_random, 并且用公钥加密，传给服务器。(敲黑板！重点操作！) - 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，生成最终的密钥。
然后浏览器和服务器尽管用一样的密钥进行通信，即使用对称加密。
这个最终的密钥是很难被中间人拿到的，为什么呢? 因为中间人没有私钥，从而拿不到pre_random，也就无法生成最终的密钥了。
回头比较一下和单纯的使用非对称加密, 这种方式做了什么改进呢？本质上是防止了私钥加密的数据外传。单独使用非对称加密，最大的漏洞在于服务器传数据给浏览器只能用私钥加密，这是危险产生的根源。利用对称和非对称加密结合的方式，就防止了这一点，从而保证了安全。
添加数字证书
尽管通过两者加密方式的结合，能够很好地实现加密传输，但实际上还是存在一些问题。黑客如果采用 DNS 劫持，将目标地址替换成黑客服务器的地址，然后黑客自己造一份公钥和私钥，照样能进行数据传输。而对于浏览器用户而言，他是不知道自己正在访问一个危险的服务器的。
事实上HTTPS在上述结合对称和非对称加密的基础上，又添加了数字证书认证的步骤。其目的就是让服务器证明自己的身份。
传输过程
为了获取这个证书，服务器运营者需要向第三方认证机构获取授权，这个第三方机构也叫CA(Certificate Authority), 认证通过后 CA 会给服务器颁发数字证书。
这个数字证书有两个作用:
- 服务器向浏览器证明自己的身份。
- 把公钥传给浏览器。
这个验证的过程发生在什么时候呢？
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。
现在我们来梳理一下HTTPS最终的加解密过程:
认证过程
浏览器拿到数字证书后，如何来对证书进行认证呢？
首先，会读取证书中的明文内容。CA 进行数字证书的签名时会保存一个 Hash 函数，来这个函数来计算明文内容得到信息A，然后用公钥解密明文内容得到信息B，两份信息做比对，一致则表示认证合法。
当然有时候对于浏览器而言，它不知道哪些 CA 是值得信任的，因此会继续查找 CA 的上级 CA，以同样的信息比对方式验证上级 CA 的合法性。一般根级的 CA 会内置在操作系统当中，当然如果向上找没有找到根级的 CA，那么将被视为不合法。
总结
HTTPS并不是一个新的协议, 它在HTTP和TCP的传输中建立了一个安全层，利用对称加密和非对称机密结合数字证书认证的方式，让传输过程的安全性大大提高。
