理解 HTTPS 的工作原理

在TLS协议中，有四种子协议运行于Record protocol之上

• Handshake protocol
• Alert protocol
• Change cipher spec protocol
• Application data protocol

Record protocol起到了这样的作用

• 在发送端：将数据(Record)分段，压缩，增加MAC(Message Authentication Code)和加密
• 在接收端：将数据(Record)解密，验证MAC，解压并重组

值得一提的是，Record protocol提供了数据完整性和隐私性保证，但Record类型(type)和长度(length)是公开传输的

Record Protocol有三个连接状态(Connection State)，连接状态定义了压缩，加密和MAC算法。所有的Record都是被当前状态(Current State)确定的算法处理的。

TLS Handshake Protocol和Change Ciper Spec Protocol会导致Record Protocol状态切换。

empty state -------------------> pending state ------------------> current state 
 Handshake Protocol Change Cipher Spec 

初始当前状态(Current State)没有指定加密，压缩和MAC算法，因而在完成TLS Handshaking Protocols一系列动作之前，客户端和服务端的数据都是明文传输的;当TLS完成握手过程后，客户端和服务端确定了加密，压缩和MAC算法及其参数，数据(Record)会通过指定算法处理。

其中，Record首先被加密，然后添加MAC(message authentication code)以保证数据完整性。

TLS Handshaking Protocols

Handshakeing protocols包括Alert Protocol，Change Ciper Spec Protocol和Handshake protocol。本文不会详细介绍Alert Protocol和Change Ciper Spec Protocol。

使用RSA算法的握手过程是这样的(已在总览中提到)

Source: Keyless SSL: The Nitty Gritty Technical Details

客户端和服务端在握手hello消息中明文交换了client_random和server_random，使用RSA公钥加密传输premaster secret，最后通过算法，客户端和服务端分别计算master secret。其中，不直接使用premaster secret的原因是：保证secret的随机性不受任意一方的影响。

除了使用RSA算法在公共信道交换密钥，还可以通过Diffie–Hellman算法。Diffie–Hellman算法的原理是这样的：

By Original schema: A.J. Han Vinck, University of Duisburg-Essen SVG version: Flugaal [Public domain], via Wikimedia Commons 

使用Diffie–Hellman算法交换premaster secret的流程

Source: Keyless SSL: The Nitty Gritty Technical Details

小结

TLS Handshaking Protocols协商了TLS Record Protocol使用的算法和所需参数，并验证了服务端身份;TLS Record Protocol在协商后保证应用层数据的完整性和隐私性。

TLS Handshaking Protocol的核心是在公开信道上传递premaster secret。

Q&A

为什么传输内容不直接使用非对称加密?

性能

HTTPS能保证正常连接?

no

There are a number of ways in which a man-in-the-middle attacker can attempt to make two entities drop down to the least secure method they support.

攻击者甚至可以直接丢弃双方的数据包。

服务端如何验证客户端身份?

通过Client Certificate

（编辑：西安站长网）

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