聊一聊 TLS/SSL

哈喽大家好，我是咸鱼

当我们在上网冲浪的时候，会在浏览器界面顶部看到一个小锁标志，或者网址以 "https://" 开头

这意味着我们正在使用 TLS/SSL 协议进行安全通信。虽然它可能看起来只是一个小小的锁图标和一个 “https” ，但实际上，这个协议在保护我们的在线隐私和安全方面扮演着至关重要的角色

那今天咸鱼就跟大家聊一聊 TLS/SSL 相关的一些知识

阅读文章之前，需要知道：

TLS（Transport Layer Security）和 SSL（Secure Sockets Layer）都是用于加密通信的协议

TLS 是 SSL 的升级版本，它修复了 SSL 中存在的一些安全漏洞，并提供了更高级的安全性

中间人攻击

一天中午，咸鱼在星巴克里打算上网冲浪一下，这时候有一个很坏很坏的人走进了星巴克

坏人建了一个跟星巴克 WI-FI 同名的接入点，当咸鱼上网的时候，稍微不注意连接到了坏人伪造的那个假的星巴克 WI-FI，这就导致咸鱼任何流量请求都在坏人的监控之下

又或者坏人跟咸鱼都连上了星巴克 WI-FI ，然后他通过伪造 DHCP 服务来告诉咸鱼的设备：【我就是网关，要上网的话，让我帮你转发就可以了】

当咸鱼要登陆银行进行转账开始访问银行网站的时候，坏人截获了咸鱼这个请求，并向银行的网站发送一个伪装请求，假装是咸鱼在请求

银行以为这个请求来自于咸鱼，于是返回响应；坏人把这个响应截获了，然后转发到咸鱼的设备上

咸鱼的设备认为这个响应来自于银行，于是咸鱼看到的是一个正常的银行网站登陆界面，便乖乖地输入了登录信息（用户名密码等）

坏人再次截获这些信息，然后将其发送给真正的银行网站，这时候坏人已经拿到了咸鱼的登录信息

同时，他也继续截获所有咸鱼与银行之间的通信，以便访问咸鱼的银行账户或者进行其他恶意活动

这便是中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack，简称 MITM 攻击）

中间人攻击是一种计算机安全威胁，攻击者插入自己在通信的两端，窃取或篡改信息

这种攻击可以在不被察觉的情况下进行，因为通信的两方认为他们正在直接相互通信，而实际上信息经过了攻击者的处理

如何避免遭受中间人攻击呢？聪明的小伙伴很快就想到了——通过 HTTPS 来进行加密通信！这样即使信息被截获，坏人也无法轻易解密

TLS/SSL

非对称加密

HTTPS 通过 TLS/SSL 来实现加密传输数据，保证数据在传输的过程中中间人无法解密，这样就保证了数据的安全性

加密数据不是什么难题，通信的时候双方用密钥对数据加密就行了

但如果大家跟银行进行加密通信的时候用的密钥都是一样的，中间人依旧能够使用这个密钥去伪造网站然后截获你的加密数据。这样的话要不要密钥都没啥区别，甚至不还如不要密钥呢

所以最好的情况就是：我跟银行通信的时候协商好用什么密钥——用 A 密钥对数据加密（公钥），然后用 B 密钥对数据解密（私钥），而且：

1. A 密钥加密的数据只能 B 密钥解密
2. 这个 B 密钥只能我一个人拥有，别人是拿不到的

B 密钥的唯一性，既保证了数据的安全（A 密钥加密的数据只能 B 密钥解密），又能证明我是我（即 B 密钥只能我一个人拥有）

这便是非对称加密技术

非对称加密有两个秘钥，一个是公钥，一个是私钥：

• 公钥会放在互联网上公开；私钥被自己保存，不能对外泄露
• 公钥加密的数据，只有对应的私钥才可以解密
• 只有你有私钥，我才相信你是你

举个例子，首先咸鱼和银行把自己的公钥互相给对方，在通信的时候，咸鱼用银行给的公钥去加密数据并发送给银行，银行拿到之后用自己的私钥解密数据

同理，银行用咸鱼提供的公钥进行数据加密，然后咸鱼拿到加密数据之后用自己的私钥进行解密

TLS/SSL 握手

我们在与银行通信的时候使用 TLS/SSL 加密传输数据，会有经过两个阶段：

1. TLS/SSL 握手阶段：用于建立安全的连接通道（非对称加密）
2. 数据传输阶段：通道建立好之后，开始传输数据（对称加密）

即在 TLS/SSL 握手阶段使用的是非对称加密技术，数据传输阶段用的是对称加密技术

首先网站会公开自己的公钥（也就是大家常说的“证书”，网站的公钥是通过数字证书公开的）

当浏览器连接到网站时，会先去下载网站的证书

那这里会有一个问题：既然网站的证书是公开的，阿猫阿狗也能下载。那浏览器如何知道这个证书的拥有者即对方就是该网站呢？

聪明的小伙伴肯定会想到：只要能证明对方有私钥就行了！也就是说浏览器用证书（即公钥）加密一个数据，然后发送给对方；如果对方有私钥，那就能解密这个数据并返回给浏览器，那浏览器就知道对方身份了

浏览器会验证证书的有效性（包括验证服务器的身份，检查证书是否过期，是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发）

以此来确保正在与合法的网站通信

所以浏览器会生成一个随机数（client random），并使用服务器的公钥对其进行加密，然后将其发送回服务器

服务器使用自己的私钥解密此数据，并使用浏览器的公钥对另一个随机数（server random）进行加密并发送回客户端

这两个随机数将用于生成会话密钥，用于之后的对称加密通信

具体TLS/SSL 握手阶段请看：TLS 详解握手流程 - 掘金 (juejin.cn)

证书颁发机构 CA

前面我们提到：浏览器会去验证证书的有效性，其中包括验证证书是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发

这个证书颁发机构（CA，Certification Authority）是一个权威的第三方机构，它的存在是为了告诉浏览器：有我做担保，你们只管信我；只有网站的拥有者，才能拥有网站的证书

即 CA 在这个过程中充当了一个【担保人】的角色，当浏览器拿到网站的证书的时候，会去问 CA ：“这个证书是否合法？”

然后 CA 说：“这个证书是合法的！”，浏览器才会信任这个网站

网站需要向 CA 申请证书，CA 要对自己颁发的证书负责