http + ssl傳輸層 -> https
安全套接層

1、核心角色與文件

文件	作用	歸屬方
ca.key	CA 根私鑰，用于簽發證書	證書頒發機構 (CA)
ca.crt	CA 根證書，用于驗證簽發證書的合法性	客戶端/服務端
server.key	服務端私鑰，用于 SSL 握手簽名	服務端
server.crt	服務端證書（由 CA 簽發），包含公鑰+身份信息	服務端
client.key	客戶端私鑰（雙向認證時使用）	客戶端
client.crt	客戶端證書（由 CA 簽發）	客戶端

2、證書生成流程

2.1、生成CA根證書

	# 生成 CA 私鑰openssl genrsa -out ca.key 2048# 生成 CA 自簽名根證書openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -days 3650 -out ca.crt -subj "/CN=MyRootCA"

2.2、生成服務端證書

服務端證書 (server.crt) 必須由客戶端信任的 CA（即 ca.crt）簽發。

	# 生成服務端私鑰openssl genrsa -out server.key 2048# 生成證書請求文件 (CSR)openssl req -new -key server.key -out server.csr -subj "/CN=www.example.com"# 用 CA 簽發證書openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt -days 365

2.3 生成客戶端證書（雙向認證）

雙向認證時，客戶端證書 (client.crt) 必須由服務端信任的 CA 簽發（通常也是 ca.crt）。

	# 生成客戶端私鑰openssl genrsa -out client.key 2048# 生成證書請求openssl req -new -key client.key -out client.csr -subj "/CN=ClientUser"# 用 CA 簽發證書openssl x509 -req -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out client.crt -days 365

3、SSL/TLS 認證模式

證書驗證本質是校驗簽發鏈是否通向信任的 CA。

3.1、單向認證（默認 HTTPS）

• 流程：

  • 1、客戶端驗證服務端證書：
    • 校驗 server.crt是否由 ca.crt簽發。
    • 驗證域名、有效期等。
  • 2、服務端不驗證客戶端身份。

• 配置：

  • 服務端 nginx

  	# Nginx 配置示例# 自身認證ssl_certificate      server.crt;# 加密數據ssl_certificate_key  server.key;
  

  • 客戶端
    • 需預裝 ca.crt（否則瀏覽器會提示證書不受信）

3.2、雙向認證（mTLS）

• 雙向認證需要雙方都配置信任鏈和證書。

• 流程：
  1、客戶端驗證服務端證書（同單向認證）。
  2、服務端驗證客戶端證書：

  • 校驗 client.crt 是否由 ca.crt 簽發。
  • 可選校驗客戶端證書的擴展字段（如用途）。

• 配置：
  1、服務端 nginx

  	ssl_verify_client on;          # 開啟客戶端驗證ssl_client_certificate ca.crt; # 信任的 CA 證書
  

  2、客戶端

  • 請求時需攜帶 client.crt 和 client.key。

  	curl --cert client.crt --key client.key https://www.example.com
  

4、認證關鍵點

• 非對稱加密僅用于身份認證和密鑰交換：
  服務端用 server.key 對握手消息簽名，客戶端用 server.crt 中的公鑰驗證簽名。
  雙方協商出對稱密鑰（如 AES），后續通信使用對稱加密。
• 數據加密由對稱密鑰完成，非對稱加密不直接加密業務數據。

5、對稱數據加密

算法協商過程

1. ClientHello：客戶端發送支持的密碼套件列表
2. ServerHello：服務器從客戶端支持的列表中選擇一個雙方都支持的密碼套件
3. 密鑰交換：通過非對稱加密（RSA、ECSHE）協商出預主密鑰(Pre-Master
   Secret)，最終生成會話密鑰（Session Key）.
   • 特性：
     • 密鑰保密性：
       • 會話密鑰動態生成：每次 TLS連接都會生成唯一的會話密鑰，僅在內存中存在，不會通過網絡傳輸。
       • 密鑰交換安全性：
         非對稱加密（RSA、ECDHE）保護預主密鑰的傳輸。
         前向保密（Prefect Forward Secrecy,PFS）:使用ECDHE等算法時，每次會話的臨時密鑰在連接結束后銷毀，即使服務器私鑰泄露，歷史會話也無法解密。
     • 加密算法的強度：
       • AES安全性：AES是 NIST認證的對稱加密算法，目前無已知有效攻擊手段。
       • 加密模式優化：現代 TLS適用 AES-GCM等認證加密模式，同時保證機密性和完整性。
     • 協議防護機制：
       • 防重放攻擊：通過隨機數和序列號確保數據包不被重復使用
       • 完整性校驗：HMAC或 AEAD(如 GCM)防止數據被篡改