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互联网|万字长文拿下HTTPS，面试不再慌！( 二 )


HTTPS 凭什么就能做到机密性、完整性这些安全特性呢？

秘密就在于 HTTPS 名字里的 S ， 它把 HTTP 下层的传输协议由 TCP/IP 换成了 SSL/TLS ， 由 HTTP over TCP/IP 变成了 HTTP over SSL/TLS ， 让 HTTP 运行在了安全的 SSL/TLS 协议上 ， 收发报文不再使用 Socket API ， 而是调用专门的安全接口 。
HTTPS 本身并没有什么惊世骇俗的本事 ， 全是靠着后面的 SSL/TLS 撑腰 。 只要学会了 SSL/TLS ， HTTPS 自然就手到擒来 。
HTTPS 协议的主要功能基本都依赖于 TLS/SSL 协议 ， TLS/SSL 的功能实现主要依赖于三类基本算法：散列函数 、对称加密和非对称加密 ， 利用非对称加密实现身份认证和密钥协商 ， 对称加密算法采用协商的密钥对数据加密 ， 基于散列函数验证信息的完整性 。
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什么是 SSL/TLS

现在我们就来看看 SSL/TLS ， 它到底是个什么来历 。
SSL 即安全套接层（Secure Sockets Layer） ， 在 OSI 模型中处于第 5 层（会话层） ， 由网景公司于 1994 年发明 ， 有 v2 和 v3 两个版本 ， 而 v1 因为有严重的缺陷从未公开过 。

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SSL 发展到 v3 时已经证明了它自身是一个非常好的安全通信协议 ， 于是互联网工程组 IETF 在 1999 年把它改名为 TLS（传输层安全 ， Transport Layer Security） ， 正式标准化 ， 版本号从 1.0 重新算起 ， 所以 TLS1.0 实际上就是 SSLv3.1 。

到今天 TLS 已经发展出了三个版本 ， 分别是 2006 年的 1.1、2008 年的 1.2 和去年（2018）的 1.3 ， 每个新版本都紧跟密码学的发展和互联网的现状 ， 持续强化安全和性能 ， 已经成为了信息安全领域中的权威标准 。
目前应用的最广泛的 TLS 是 1.2 ， 而之前的协议（TLS1.1/1.0、SSLv3/v2）都已经被认为是不安全的 ， 各大浏览器即将在 2020 年左右停止支持 ， 所以接下来的讲解都针对的是 TLS1.2 。
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 。
浏览器和服务器在使用 TLS 建立连接时需要选择一组恰当的加密算法来实现安全通信 ， 这些算法的组合被称为密码套件（cipher suite ， 也叫加密套件） 。
TLS 的密码套件命名非常规范 ， 格式很固定 。 基本的形式是密钥交换算法+签名算法+对称加密算法+摘要算法 。

比如刚才的密码套件的意思就是：握手时使用 ECDHE 算法进行密钥交换 ， 用 RSA 签名和身份认证 ， 握手后的通信使用 AES 对称算法 ， 密钥长度 256 位 ， 分组模式是 GCM ， 摘要算法 SHA384 用于消息认证和产生随机数 。
OpenSSL
说到 TLS ， 就不能不谈到 OpenSSL ， 它是一个著名的开源密码学程序库和工具包 ， 几乎支持所有公开的加密算法和协议 ， 已经成为了事实上的标准 ， 许多应用软件都会使用它作为底层库来实现 TLS 功能 ， 包括常用的 Web 服务器 Apache、Nginx 等 。
OpenSSL 是从另一个开源库 SSLeay 发展出来的 ， 曾经考虑命名为 OpenTLS ， 但当时（1998 年）TLS 还未正式确立 ， 而 SSL 早已广为人知 ， 所以最终使用了 OpenSSL 的名字 。
OpenSSL 目前有三个主要的分支 ， 1.0.2 和 1.1.0 都将在今年（2019）年底不再维护 ， 最新的长期支持版本是 1.1.1 。
由于 OpenSSL 是开源的 ， 所以它还有一些代码分支 ， 比如 Google 的 BoringSSL、OpenBSD 的 LibreSSL 。
这些分支在 OpenSSL 的基础上删除了一些老旧代码 ， 也增加了一些新特性 ， 虽然背后有大金主 ， 但离取代 OpenSSL 还差得很远 。


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