HTTP協議本身是明文傳輸的，安全性較低，因此現代互聯網普遍采用 HTTPS（HTTP over TLS/SSL） 來實現加密通信。HTTPS的核心是 TLS/SSL證書體系 和 加密通信流程。
一、HTTPS 證書體系
HTTPS依賴 公鑰基礎設施（PKI, Public Key Infrastructure） 和 數字證書 來驗證服務器身份并建立安全連接。
1. 數字證書的作用
- 身份認證：證明服務器是合法的（如
example.com的擁有者）。 - 密鑰交換：用于協商加密通信的密鑰。
- 數據完整性：防止數據被篡改。
2. 證書的組成
字段 | 說明 |
域名（CN/SAN） | 證書綁定的域名（如 |
公鑰 | 服務器的公鑰，用于加密數據或驗證簽名。 |
頒發者（CA） | 簽發證書的證書頒發機構（如 Let's Encrypt、DigiCert）。 |
有效期 | 證書的生效和過期時間（通常1年~2年）。 |
簽名算法 | 用于驗證證書的算法（如 SHA-256 + RSA）。 |
數字簽名 | CA對證書的哈希值用私鑰加密后的結果，用于驗證證書真實性。 |
3. 證書類型
類型 | 特點 |
DV（域名驗證） | 僅驗證域名所有權，適合個人網站（如 Let's Encrypt）。 |
OV（組織驗證） | 驗證企業身份，適合企業網站（如銀行、政府機構）。 |
EV（擴展驗證） | 嚴格驗證企業身份，瀏覽器地址欄顯示公司名稱（已逐漸被棄用）。 |
4. 證書鏈（Chain of Trust）
HTTPS證書采用層級信任模型：
- 根證書（Root CA）
- 由受信任的根證書頒發機構（如 DigiCert、GlobalSign）管理。
- 預裝在操作系統/瀏覽器中（如 Windows Trusted Root Store）。
- 中間證書（Intermediate CA）
- 由根CA簽發，用于實際頒發終端證書（避免根CA私鑰直接暴露）。
- 終端證書（End-Entity Certificate）
- 最終提供給網站的證書（如
example.com）。
驗證流程：
瀏覽器檢查證書簽名鏈是否可追溯到受信任的根CA。
二、HTTPS 加密通信流程（TLS握手）
HTTPS 的加密通信分為兩大階段：握手階段?和數據傳輸階段
1. 客戶端發起請求（ClientHello）
- 瀏覽器訪問
https://example.com，發送：- 支持的TLS版本（如 TLS 1.3）。
- 支持的加密套件（如
AES256-GCM-SHA384）。 - 隨機數（Client Random）。
2. 服務器響應（ServerHello）
- 服務器返回：
- 選擇的TLS版本和加密套件。
- 隨機數（Server Random）。
- 數字證書（包含公鑰）。
- （可選）要求客戶端證書（雙向認證，罕見）。
3. 客戶端驗證證書
- 瀏覽器檢查：
- 證書是否由受信任的CA簽發。
- 證書是否在有效期內。
- 證書綁定的域名是否匹配當前訪問的域名。
- 證書是否被吊銷（通過OCSP或CRL）。
4. 密鑰交換（Key Exchange）
- TLS 1.2及之前：
客戶端生成 Pre-Master Secret，用服務器公鑰加密后發送。 - TLS 1.3（簡化）：
直接通過 DH（Diffie-Hellman） 算法協商密鑰，無需加密傳輸。
5. 生成會話密鑰
- 客戶端和服務器使用：
Client Random+Server Random+Pre-Master Secret- → 生成 Master Secret
- → 派生 會話密鑰（Session Key）（用于對稱加密通信）。
6. 加密通信開始
- 客戶端發送數據：用會話密鑰加密→服務器用會話密鑰解密。
- 服務器返回數據：用會話密鑰加密→客戶端用會話密鑰解密。
