HTTPS加密协议为啥那么重要？安全性到底有多高？

HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol Secure）是一种安全的网络传输协议，它在HTTP的基础上加入了SSL/TLS协议，以确保数据传输的安全性。HTTPS的主要目的是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。

在开始介绍HTTPS前，我们首先了解一下HTTP。

HTTP

HTTP，即超文本传输协议，是一种用于在计算机之间传输超文本（即带有链接的文本）的协议。在互联网上，它是一种用于客户端和服务器之间进行通信的标准协议。

HTTP是一种协议，定义了客户端和服务器之间如何通信，包括数据传输的格式和规范。

HTTP用于传输超文本，其中包含了HTML、图片、链接等网页元素。

当您访问网站时，浏览器通过HTTP与托管网站的服务器建立连接，并通过HTTP协议获取网站的数据，然后在您的浏览器中显示。

HTTP一直是互联网上的标准通信协议，用于在全球范围内实现信息的传递和共享。

HTTP通信是公开发送的，因此第三方有可能轻松拦截、窃听和篡改正在传输的数据。这为各种网络攻击和威胁提供了机会，包括数据盗窃、中间人攻击和第三方内容注入等。

SSL/TLS的出现解决了这个问题，通过为HTTP添加了加密层，使得通信变得更加安全。

为什么需要HTTPS？

在HTTP协议下，数据是以明文形式传输的，这意味着任何人都可以嗅探网络流量并读取数据。这在处理敏感信息（如密码、信用卡号等）时尤其危险。HTTPS通过加密传输的数据来解决这个问题，从而保护用户数据免受窃听和篡改。

HTTPS vs HTTP

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）和HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是两种用于在Web上传输数据的协议，它们之间的主要区别在于安全性。

加密

• HTTP： 数据以明文形式传输，对于窃听者来说，很容易截获和理解传输的数据。

• HTTPS： 通过使用SSL（Secure Sockets Layer）或TLS（Transport Layer Security）协议，对数据进行加密。这意味着即使有人截获了传输的数据，也很难解密和理解其中的内容。

数据完整性

• HTTP： 不提供数据完整性保护，数据在传输过程中可能被篡改而不被察觉。

• HTTPS： 使用加密机制保护数据的完整性，确保在传输过程中不会被篡改。

身份验证

• HTTP： 不提供身份验证机制，因此无法确保你正在与预期的Web服务器通信。

• HTTPS： 通过SSL证书对服务器进行身份验证，确保你连接到的是正确的服务器，而非中间人攻击者。

SSL证书

• HTTP： 不需要SSL证书。

• HTTPS： 为了使用HTTPS，网站需要获得并安装SSL证书。SSL证书由受信任的第三方机构颁发，用于证明网站的身份。

默认端口

• HTTP： 默认端口是80。

• HTTPS： 默认端口是443。

HTTPS通过加密、数据完整性保护和身份验证提供了更高级别的安全性，因此在处理敏感信息或需要保护隐私的情况下，强烈建议使用HTTPS。

HTTPS的工作原理

HTTPS协议的工作原理可以分为以下几个步骤：

1. TLS握手：客户端和服务器之间的通信开始于TLS握手，这个过程涉及到密钥的交换和服务器身份的验证。

2. 证书验证：服务器会向客户端发送一个数字证书，客户端会验证该证书的有效性。证书由可信的第三方机构（CA）签发，以证明服务器的身份。

3. 密钥交换：一旦证书被验证，客户端和服务器会协商一个临时的会话密钥，用于加密后续的通信。

4. 加密通信：使用会话密钥，客户端和服务器之间的所有数据传输都会被加密，确保信息的机密性和完整性。

HTTPS在保障信息安全的过程中确保了CIA三元组，即保密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）和可用性（Availability）：

1. 保密性（Confidentiality）：

• HTTPS通过使用SSL/TLS协议对数据进行加密，确保在用户与网站之间传输的敏感信息是加密的，使得第三方无法轻松截取和解读这些数据。这包括隐藏了cookie、URL和其他敏感元数据。

2. 完整性（Integrity）：

• HTTPS通过使用加密机制保护了数据的完整性，防止在数据传输的过程中被黑客篡改或修改。加密的数据在传输过程中不容易被篡改，如果有人尝试修改数据，接收方能够检测到并拒绝被篡改的数据。

3. 可用性（Availability）：

• 虽然HTTPS的主要目的是确保保密性和完整性，但它也有助于保障可用性。通过提供加密通信，HTTPS减少了中间人攻击的风险，这有助于确保用户可以访问真实的网站而不是被篡改的或伪造的版本。

TLS在HTTPS中的应用

正确，TLS代表传输层安全（Transport Layer Security）。它是一种加密通信协议，用于确保在两个计算机之间进行的通信的安全性和隐私性。TLS实际上是SSL（Secure Sockets Layer）协议的继任者，尽管术语SSL仍然被广泛使用，但实际上大多数安全连接都是基于TLS。

TLS主要应用于保护网络通信的安全，其中最常见的应用之一是在Web浏览器和Web服务器之间的安全数据传输，即HTTPS。

TLS在HTTPS中的应用

握手过程

• 当客户端与服务器建立HTTPS连接时，会启动TLS握手过程。

• 客户端向服务器发送一个Hello消息，表明它想要建立一个加密连接，并指定支持的加密算法等信息。

• 服务器回应客户端的Hello消息，同时选择加密算法，并提供一个数字证书，用于验证服务器的身份。

身份验证

• 数字证书是TLS中进行身份验证的关键组成部分。服务器的数字证书由受信任的证书颁发机构（CA）颁发，用于证明服务器的身份。

• 客户端会验证服务器的证书，确保它是有效的且由可信的CA颁发。

密钥交换

• TLS握手过程还包括密钥交换步骤。一旦服务器的身份得到验证，客户端和服务器之间会协商一个用于加密通信的共享密钥。

• 这可以通过不同的密钥协商算法来完成，包括RSA、Diffie-Hellman等。

加密通信

• 一旦握手过程完成，客户端和服务器使用协商的共享密钥进行加密和解密通信。

• 数据在传输过程中通过TLS协议进行加密，确保即使在网络上传输过程中，也不容易被窃听或篡改。

TLS通过这些步骤提供了端到端的安全通信，确保数据的机密性和完整性。它广泛应用于保护Web浏览、电子邮件、即时通讯等各种应用中的敏感信息。

加密技术

HTTPS使用两种主要的加密技术：对称加密和非对称加密。

• 对称加密：在这种加密方法中，加密和解密使用相同的密钥。这种方法快速且效率高，但密钥的分发和管理是一个挑战。

• 非对称加密：也称为公钥加密，使用一对密钥：一个公钥和一个私钥。公钥可以公开分享，而私钥必须保密。非对称加密用于TLS握手过程中的密钥交换。

数字签名和数字证书

数字签名是一种确保消息完整性的技术，它使用发送者的私钥来加密消息的散列值。接收者可以使用发送者的公钥来验证签名。数字证书则包含了公钥和证书持有者的信息，由CA签发，用于验证身份。

HTTPS 的优点

1. 数据和用户保护：

• HTTPS通过使用SSL/TLS协议对数据进行加密，有效防止了数据在传输过程中的窃听和篡改。这为用户提供了更高级别的隐私保护，尤其对于涉及个人或财务数据的交易至关重要。

2. 改善用户体验：

• 用户在知道网站是安全的、保护他们数据的时候，会感到更加安心和信任。HTTPS有助于建立用户信心，提高他们对网站的信任感，从而改善整体用户体验。

3. 数据传输速度提升：

• HTTPS不仅提供了安全性，而且通过减小数据的大小和使用一些优化技术，可以提高数据传输的速度。这对于提升网站性能和用户体验非常有益。

4. 搜索引擎优化（SEO）：

• 搜索引擎（如Google）在其算法中越来越重视网站的安全性。使用HTTPS的网站通常在搜索引擎结果页面中排名更高，这可以提高网站的可见性，对于希望通过搜索引擎优化来提升数字形象的组织是一个显著的优势。

实际应用案例

1. 在线银行：用户登录在线银行时，HTTPS确保登录凭据和交易信息的安全。

2. 电子商务：在网上购物时，HTTPS保护用户的支付信息不被窃取。

3. 社交媒体：HTTPS加密用户在社交媒体上的通信，保护隐私。

结论

HTTPS实际上是HTTP协议的安全版本，其中加入了TLS（传输层安全）或SSL（安全套接字层）协议。HTTP + TLS/SSL = HTTPS。

当您在浏览器地址栏中看到HTTPS时，这表示与该网站的所有通信都将被加密。这有助于防止第三方轻松截取和理解传输的数据。

浏览器为用户提供了可视化指示器，以帮助他们了解连接的安全性。这可能包括安全标签、挂锁图标和绿色地址栏等。

一些浏览器，如Chrome，采用了新的“安全”标签，用于表示连接的安全性。这是一种直观的方式，告诉用户他们正在与一个安全的网站通信。

挂锁图标是HTTPS的一个常见标志，出现在URL前面。绿色字体的“https”也是一个指示器。

一些浏览器以绿色地址栏的形式显示HTTPS连接，其中包含网站所属公司或组织的名称以及挂锁图标。这提供了更直观的安全性指示。

总的来说，HTTPS提供了加密通信，防止数据被窃听或篡改，并通过可视化指示器帮助用户识别安全连接。使用HTTPS已成为互联网安全的标准实践，特别是在涉及敏感信息传输的情境下。