HTTP和HTTPS的区别

一、简述

1️⃣HTTP (全称 Hyper Text Transfer Protocol),就是超文本传输协议,用来在 Internet 上传送超文本。是互联网上应用最为广泛的一种网络协议,是一个客户端和服务器端请求和应答的标准(TCP),用于从 WWW 服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议,它可以使浏览器更加高效,使网络传输减少。

2️⃣HTTPS:安全超文本传输协议。简单讲是 HTTP 的安全版,即 HTTP 下加入 SSL 层,HTTPS 的安全基础是 SSL,因此加密的详细内容就需要 SSL。

HTTPS 的主要作用可以分为两种:一种是建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;另一种就是确认网站的真实性。

超文本传输协议 HTTP 被用于 Web 浏览器和网站服务器之间传递信息,HTTP 以明文方式发送内容,不提供任何方式的数据加密,如果攻击者截取了 Web 浏览器和网站服务器之间的传输报文,就可以直接读懂其中的信息。因此,HTTP 不适合传输敏感信息,比如:资金账户、密码等。为了解决 HTTP 的这一缺陷,需要使用另一种协议:安全套接字层超文本传输协议 HTTPS,为了数据传输的安全,HTTPS 在 HTTP 的基础上加入了 SSL 协议,SSL 依靠证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信加密。

二、HTTP与HTTPS的区别

HTTP 传输的数据都是未加密的,也就是明文的,因此使用 HTTP 传输信息非常不安全。为了保证数据能加密传输,网景公司设计了 SSL(Secure Sockets Layer) 协议用于对 HTTP 传输的数据进行加密,从而就诞生了 HTTPS。二者主要区别如下:

1️⃣HTTPS 需要到 ca 申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。
2️⃣HTTP 信息是明文传输,HTTPS 则是具有安全性的 ssl 加密传输协议。
3️⃣HTTP 和 HTTPS 连接方式完全不同,端口也不一样,前者是 80,后者是 443。
4️⃣HTTP 的连接很简单,是无状态的。HTTPS 是由 SSL+HTTP 构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比 HTTP 安全。

三、HTTPS的工作原理

由于 HTTPS 能够加密信息,避免敏感信息被第三方获取,所以很多银行网站或电子邮箱等等安全级别较高的服务都会采用 HTTPS。

客户端在使用 HTTPS 方式与 Web 服务器通信时有以下几个步骤,如图所示。
1️⃣客户使用 HTTPS 的 URL 访问 Web 服务器,要求与 Web 服务器建立 SSL 连接。
2️⃣Web 服务器收到客户端请求后,会将网站的证书信息(证书中包含公钥)传送一份给客户端。
3️⃣客户端的浏览器与 Web 服务器开始协商 SSL 连接的安全等级,也就是信息加密的等级。
4️⃣客户端的浏览器根据双方同意的安全等级,建立会话密钥,然后利用网站的公钥将会话密钥加密,并传送给网站。
5️⃣Web 服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。
6️⃣Web 服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

四、HTTPS的优点

尽管 HTTPS 并非绝对安全,掌握根证书的机构、掌握加密算法的组织同样可以进行中间人形式的攻击,但 HTTPS 仍是现行架构下最安全的解决方案,主要有以下几个好处:
️1️⃣使用 HTTPS 可认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器;
2️⃣HTTPS 是由 SSL+HTTP 构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,要比 HTTP 安全,可防止数据在传输过程中不被窃取、改变,确保数据的完整性。
3️⃣HTTPS 是现行架构下最安全的解决方案,虽然不是绝对安全,但它大幅增加了中间人攻击的成本。
4️⃣谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法,并称“比起同等 HTTP 网站,采用 HTTPS 加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。

五、HTTPS的缺点

1️⃣HTTPS 握手阶段比较费时,会使页面的加载时间延长近 50%,增加 10% 到 20% 的耗电;
2️⃣HTTPS 连接缓存不如 HTTP 高效,会增加数据开销和功耗,甚至已有的安全措施也会因此而受到影响;
3️⃣SSL 证书需要钱,功能越强大的证书费用越高,个人网站、小网站没有必要一般不会用。
4️⃣SSL 证书通常需要绑定 IP,不能在同一 IP 上绑定多个域名,IPv4 资源不可能支撑这个消耗。
5️⃣HTTPS 的加密范围也比较有限,在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面几乎起不到什么作用。最关键的,SSL 证书的信用链体系并不安全,特别是在某些国家可以控制 CA 根证书的情况下,中间人攻击一样可行。

六、如何将网站从HTTP切换到HTTPS

需要将页面中所有的链接,例如 js,css,图片等等链接都由 HTTP 改为 HTTPS。例如:http://www.baidu.com/改为https://www.baidu.com/

这里虽然将 HTTP 切换成了 HTTPS,还是建议保留 HTTP。所以在切换的时候可以做 HTTP 和 HTTPS 的兼容,具体实现方式是,去掉页面链接中的 HTTP 头部,这样可以自动匹配 HTTP 头和 HTTPS 头。例如:将http://www.baidu.com/改为//www.baidu.com。然后当用户从 HTTP 的入口进入访问页面时,页面就是 HTTP,如果用户是从 HTTPS 的入口进入访问页面,页面即是 HTTPS 的。

七、理解HTTPS

HTTP 诱发了一种经典的攻击方式——中间人攻击:

对于这种情况,可以使用加密方案应对。比如使用 AES 加密,服务端和客户端先约定一个随机生成的密钥 key ,后续的通信中,所有的信息都使用这个密钥进行 AES 加密:

如此虽然后面的通信过程安全了,但是在第一发送 AES 密钥的时候还是存在被中间人拦截的风险,一旦中间人拦截到密钥,可用对密钥进行更换或者直接解密请求内容:

此时可以使用不对称加密,来专门对密钥的传输做一次额外的保护。不对称加密会有两个密钥,一个是公钥,一个是私钥。明文可以使用公钥加密私钥解密,也可以使用私钥加密公钥解密。现在比较通用的非对称加密算法有 RSA 。

既然都使用了不对称加密,为啥只对 AES 的密钥做不对称加密,好像多此一举,完全可以对后续所有的通信信息全都使用不对称加密。因为不对称加密相比较对称加密性能上存在明显的劣势,可能一个请求中多消耗几 ms 或者几 ns 无所谓,但是请求到达服务端是要进行解密,每个请求都多消耗几 ms 累计起来还是非常可怕的。

上面方案看起来很安全,中间人即使拦截到公钥,由于不知道私钥貌似也没办法解密。实际上中间人完全不需要解密信息,他可以生成一对新的公私钥发送给客户端,后续中间人使用自己创造的私钥进行解密,然后通过服务端生成的公钥进行加密返回给服务端,以此达到攻击的目的:

CA 证书

上面的问题仅通过客户端和服务端已经没办法了,这时候需要引入新的第三方机构,一个颁发 CA 证书的机构。常见的第三方 CA 机构有:Symantec(赛门铁克)、Comodo(科莫多)、GeoTrust(环度网信)、GoDaddy、Thawte和daoRapidSSL等等。

在中间人攻击中,遇到的问题不是加密算法不够神奇,不是密钥方式不够严谨,而是无法向客户端表明给到的公钥是服务端的,是不是很像无法证明我是我的问题。

所以第三方机构应运而生,第三方机构只做一件事情,将服务端的公钥刻上了名字(CA 证书),客户端接收到公钥之后,只需要来第三方机构这里查询,就能知道这个公钥是不是真的服务器,然后再将自己生成的 AES 密钥使用 CA 证书中解密得到的公钥进行加密后发送给服务端。最后服务端使用私钥解密得到 AES 密钥,就可以愉快的和客户端进行通信了。

CA 机构验证不是每次都要去 CA 机构查询。这样做未免太耗时,尤其是很多 CA 机构的服务都在海外,这样一来一去消耗的时间太多了。CA 机构高明的地方就在于,我们去找它注册公钥,它会使用另一个来注册的公司的私钥对我们的公钥加密,得到一个我们的公钥的指纹(全球唯一),然后将这家公司的公钥信息(其实也是证书)和我们的公钥以及我们公钥的指纹打包成一个证书。

当使用 HTTPS 将证书下发给客户端校验时,客户端(比如浏览器)从证书中看到了上级证书的信息,恰巧这个证书就在浏览器(或者本机)中,已经被验证过是合法的,浏览器只要使用这个证书中的公钥将我们的公钥指纹进行解密,然后比对我们的公钥信息就知道我们也是的合法的。因为假证书中的公钥签名不可能被合法的上级证书中公钥解密 。

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