网络协议与攻击模拟_17HTTPS 协议

HTTPS=http+ssl/tls

1、加密算法

2、PKI（公钥基础设施）

3、证书

4、部署HTTPS服务器

部署CA证书服务器

5、分析HTTPS流量

分析TLS的交互过程

一、HTTPS协议

在http的通道上增加了安全性，传输过程通过加密和身份认证来确保传输安全性

1、TLS

传输层安全协议，SSL和TLS其实是一个协议，SSL2.0版本，自SSL3.0版本后，更名为TLS1.0，目前最高版本是TLS1.3，使用最为广泛的是TLS1.2版本
设计目标
- 保密性：所有信息都加密传输
- 完整性：校验机制
- 认证：双方都配备证书，防止冒充
- 互操作、通用性
- 可扩展
- 高效率
- 发展史
  - SSL2.0 SSL3.0 TLS1.0 TLS1.1 TLS1.2 TLS1.3

2、http的缺陷

明文传输

只对传输数据的长度进行完整性校验，数据是否有被篡改是不做确认的

3、HTTPS的好处

在传输数据之前，客户端会和服务器端协商数据在传输过程中的加密算法，包含自己的非对称加密算法（RSA/DH），数据签名的摘要算法（MD5/SHA ），加密传输数据的对称加密算法（DES/3DES/AES）

客户端会生成随机的字符串，通过协商好的非对称加密算法，使用服务端的公钥对该字符串进行加密，发送给服务端。服务端接收到之后，使用自己的私钥解密得到该字符串，在随后的数据传输中，使用这个字符串作为密钥进行对称加密。

二、加密算法

1、对称加密算法

（1）对称加密算法特点

加密和解密的密钥相同（只有一个公共密钥，发送方和接收方一起使用）

（密钥如何传输问题，密钥多难管理的问题）

由于对称加密算法比较简单，所以在大数据（数据量比较大）传输的时候，使用对称加密算法传输是比较快的。

但是会出现密钥多难管理的情况，发送方针对不同的接收方有不同的密钥，因此会面临密钥多难管理的问题。

（2）常见的对称加密算法

DES/3DES
AES
RC
IDEA

2、非对称加密算法

（1）非对称加密算法特点

加密和解密使用的是不同的密钥（公开密钥、私钥），每个用户都可以有自己的公钥和私钥，公钥是公开的，私钥是自己保存，只要一个密钥加密必须使用另一个密钥解密。

加密算法比较复杂，对于大规模的数据进行加密比较影响效率。

（2）常见的非对称加密算法

Elgamal：基于DH密钥的交换算法来的
RSA
ECC
Rabin

为了解决使用非对称加密算法后进行大规模数据传输会影响效率的问题，我们采用对称加密和非对称加密算法结合的方式。

三、PKI体系

1、基本概念

（1）公钥基础设施

通过使用公钥技术（非对称加密算法）和数字签名来确保信息安全

公钥加密技术（非对称加密算法）、数字证书、CA（证书颁发机构）和RA（证书注册机构）组成

实现功能：

身份验证
数据完整性
数据机密性
操作不可否认性

（2）身份认证技术

原始数据通过摘要算法（哈希）计算出信息摘要，使用发送方的私钥进行签名得到数字签名

发送方将携带数字签名的原始信息通过网络传输一起传给接收方

接收方收到后，使用发送方的公钥对数字签名进行验证，得到信息摘要，将原始数据通过相同的摘要算法（哈希）得到信息摘要，然后比对接收到的摘要和自己生成的摘要是否相等。

发送方首先将原始数据通过在摘要

发送方首先将原始数据通过摘要算法（SHA）算出信息摘要，并且用自己的私钥进行签名得到数字签名，将数字签名和袁术数据发送给接受方

接收方收到发送方发来的原始数据和数字签名，将原始数据通过摘要算法（SHA）得出信息摘要，再使用发送方的公钥将数字签名解开得到发送方的信息摘要（这里就完成了对发送方的身份认证），比对两个摘要信息是否一致，如果一致，说明数据再传输过程中没有被篡改。

（3）数字证书

保证密钥的合法性
证书的主体可以是用户、计算机、服务等
证书包含的信息
使用者的公钥
使用者的标识
有效期
颁发者的标识信息
颁发者的数字签名

2、数据传输案例

原始信息通过某种摘要算法得到摘要信息，然后使用发送者的私钥得到数字签名，然后把数字签名+原始信息+发送者的证书通过对称加密算法（公共密钥）进行加密得到密文，然后用接受方的公钥对公共密钥进行加密得到密钥信封，最后，将密文+密钥信封通过网络传输给接收方。

接收方首先用自己的私钥对密钥信封进行解密得到密钥公共密钥，然后使用公共密钥解开密文得到原始信息+发送方的数字签名+发送方的证书（证书中有发送方的公开密钥），接收方将接收到的数字签名通过证书中的发送方的公开密钥算法得到发送方的摘要，接收方通过和发送方相同的摘要算法得出自己的摘要，然后将另两个摘要信息进行比对看是否相同。