HTTPS详解:原理 + 加解密过程 + 面试问答

一、HTTP 与 HTTPS 的区别

项目 HTTP HTTPS
全称 HyperText Transfer Protocol HyperText Transfer Protocol Secure
端口 80 443
协议层 应用层 应用层 + TLS(安全层)
加密方式 明文传输 加密传输(TLS)
安全性 易被劫持、中间人攻击 可加密、防篡改、防伪装
是否需证书 是(由 CA 机构颁发)

二、HTTPS 的核心安全保障

HTTPS 基于 TLS(或旧版 SSL)实现以下三个目标:

  1. 机密性(防监听):使用对称加密加密数据内容
  2. 身份认证(防伪装):通过数字证书验证服务器身份
  3. 完整性校验(防篡改):使用摘要算法保证数据未被修改

三、HTTPS 加密通信原理(TLS 握手过程)

混合加密机制:

加密方式 使用目的 特点
非对称加密 握手阶段传输密钥 安全但慢
对称加密 正文传输 快但需安全传递密钥
摘要 + MAC 校验完整性 防止数据被篡改

TLS 1.2 握手步骤:

Client Server 1. Client Hello(支持算法、随机数) 2. Server Hello(选定算法、证书、随机数) 3. 验证证书 → 生成密钥 → 加密发送 4. 解密密钥 → 会话密钥建立 5. 用对称密钥加密通信开始 Client Server


四、数字证书与身份认证

数字证书包含:

  • 公钥
  • 服务器域名
  • 颁发机构(CA)
  • 有效期
  • 签名算法(SHA256)

验证方式:

客户端浏览器内置 根证书列表,通过链式验证服务器的证书是否被信任。


五、TLS 1.3 对比 TLS 1.2

特性 TLS 1.2 TLS 1.3
握手轮次 至少 2 次 RTT 最快 1 次 RTT(支持 0-RTT)
加密套件 多(含部分弱算法) 默认强加密(去除 RSA 握手)
会话恢复 使用 Session ID/Ticket 使用 PSK
前向保密 可选 默认启用

六、HTTPS 常见问题总结

1. HTTPS 为什么比 HTTP 安全?

答: HTTPS 使用 TLS 实现加密通信、防监听、防篡改和身份认证,相比 HTTP 明文传输更安全。


2. HTTPS 使用哪些加密算法?

类型 说明 示例算法
非对称加密 握手阶段传输密钥 RSA、ECDHE
对称加密 加密通信内容 AES、ChaCha20
摘要算法 校验完整性 SHA-256、HMAC

3. HTTPS 全程使用非对称加密吗?

答: 否。

握手阶段使用非对称加密交换对称密钥,之后的通信使用对称加密(更高效)。


4. 数字证书是什么?客户端如何验证?

答: 证书由 CA 签发,包含服务器公钥、域名等信息。客户端通过浏览器预置的根证书验证其合法性(链式信任模型)。


5. TLS 握手过程简述?

答: 客户端发送 Hello → 获取服务器证书 → 验证后生成对称密钥 → 使用公钥加密密钥传输 → 建立安全通道。


6. 中间人攻击是什么?HTTPS 如何防止?

答: 中间人伪装成服务端窃听数据。HTTPS 使用证书认证 + 加密通信,确保客户端只能与真正的服务器通信,防止中间人。


7. TLS 1.2 vs TLS 1.3 的主要区别?

  • TLS 1.3 性能更优,握手更快(支持 0-RTT)
  • 移除不安全算法,默认启用前向保密
  • 加密元数据更强,防止探测

七、总结

特性 HTTPS 优势
保密性 数据加密,防止监听
身份认证 数字证书,防止伪造
完整性 摘要校验,防止数据被篡改
性能(TLS 1.3) 握手更快,资源更节省
应用场景 登录、支付、传输隐私数据的所有 Web 应用场景
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