HTTPS科普扫盲帖

简单的来说，“摘要”就是对传输的内容，通过hash算法计算出一段固定长度的串（是不是联想到了文章摘要）。然后，在通过CA的私钥对这段摘要进行加密，加密后得到的结果就是“数字签名”。（这里提到CA的私钥，后面再进行介绍）

明文 --> hash运算 --> 摘要 --> 私钥加密 --> 数字签名

结合上面内容，我们知道，这段数字签名只有CA的公钥才能够解密。

接下来，我们再来看看神秘的“证书”究竟包含了什么内容，然后就大致猜到是如何对非法证书进行预防的了。

数字签名、摘要进一步了解可参考 这篇文章。

证书格式

先无耻的贴上一大段内容，证书格式来自这篇不错的文章《OpenSSL 与 SSL 数字证书概念贴》

内容非常多，这里我们需要关注的有几个点：

1. 证书包含了颁发证书的机构的名字 -- CA
2. 证书内容本身的数字签名（用CA私钥加密）
3. 证书持有者的公钥
4. 证书签名用到的hash算法

此外，有一点需要补充下，就是：

1. CA本身有自己的证书，江湖人称“根证书”。这个“根证书”是用来证明CA的身份的，本质是一份普通的数字证书。
2. 浏览器通常会内置大多数主流权威CA的根证书。

证书格式

1. 证书版本号(Version)版本号指明X.509证书的格式版本，现在的值可以为:    1) 0: v1    2) 1: v2    3) 2: v3也为将来的版本进行了预定义2. 证书序列号(Serial Number)序列号指定由CA分配给证书的唯一的"数字型标识符"。当证书被取消时，实际上是将此证书的序列号放入由CA签发的CRL中，这也是序列号唯一的原因。3. 签名算法标识符(Signature Algorithm)签名算法标识用来指定由CA签发证书时所使用的"签名算法"。算法标识符用来指定CA签发证书时所使用的:    1) 公开密钥算法    2) hash算法example: sha256WithRSAEncryption须向国际知名标准组织(如ISO)注册4. 签发机构名(Issuer)此域用来标识签发证书的CA的X.500 DN(DN-Distinguished Name)名字。包括:    1) 国家(C)    2) 省市(ST)    3) 地区(L)    4) 组织机构(O)    5) 单位部门(OU)    6) 通用名(CN)    7) 邮箱地址5. 有效期(Validity)指定证书的有效期，包括:    1) 证书开始生效的日期时间    2) 证书失效的日期和时间每次使用证书时，需要检查证书是否在有效期内。6. 证书用户名(Subject)指定证书持有者的X.500唯一名字。包括:    1) 国家(C)    2) 省市(ST)    3) 地区(L)    4) 组织机构(O)    5) 单位部门(OU)    6) 通用名(CN)    7) 邮箱地址7. 证书持有者公开密钥信息(Subject Public Key Info)证书持有者公开密钥信息域包含两个重要信息:    1) 证书持有者的公开密钥的值    2) 公开密钥使用的算法标识符。此标识符包含公开密钥算法和hash算法。8. 扩展项(extension)X.509 V3证书是在v2的基础上一标准形式或普通形式增加了扩展项，以使证书能够附带额外信息。标准扩展是指由X.509 V3版本定义的对V2版本增加的具有广泛应用前景的扩展项，任何人都可以向一些权威机构，如ISO，来注册一些其他扩展，如果这些扩展项应用广泛，也许以后会成为标准扩展项。9. 签发者唯一标识符(Issuer Unique Identifier)签发者唯一标识符在第2版加入证书定义中。此域用在当同一个X.500名字用于多个认证机构时，用一比特字符串来唯一标识签发者的X.500名字。可选。10. 证书持有者唯一标识符(Subject Unique Identifier)持有证书者唯一标识符在第2版的标准中加入X.509证书定义。此域用在当同一个X.500名字用于多个证书持有者时，用一比特字符串来唯一标识证书持有者的X.500名字。可选。11. 签名算法(Signature Algorithm)证书签发机构对证书上述内容的签名算法example: sha256WithRSAEncryption12. 签名值(Issuer's Signature)证书签发机构对证书上述内容的签名值

如何辨别非法证书

上面提到，XX证书包含了如下内容：

1. 证书包含了颁发证书的机构的名字 -- CA
2. 证书内容本身的数字签名（用CA私钥加密）
3. 证书持有者的公钥
4. 证书签名用到的hash算法

浏览器内置的CA的根证书包含了如下关键内容：

• CA的公钥（非常重要！！！）

好了，接下来针对之前提到的两种非法证书的场景，讲解下怎么识别

完全伪造的证书

这种情况比较简单，对证书进行检查：

1. 证书颁发的机构是伪造的：浏览器不认识，直接认为是危险证书
2. 证书颁发的机构是确实存在的，于是根据CA名，找到对应内置的CA根证书、CA的公钥。
3. 用CA的公钥，对伪造的证书的摘要进行解密，发现解不了。认为是危险证书

篡改过的证书

假设代理通过某种途径，拿到XX的证书，然后将证书的公钥偷偷修改成自己的，然后喜滋滋的认为用户要上钩了。然而太单纯了：

1. 检查证书，根据CA名，找到对应的CA根证书，以及CA的公钥。
2. 用CA的公钥，对证书的数字签名进行解密，得到对应的证书摘要AA
3. 根据证书签名使用的hash算法，计算出当前证书的摘要BB
4. 对比AA跟BB，发现不一致--> 判定是危险证书

 HTTPS握手流程

上面啰啰嗦嗦讲了一大通，HTTPS如何确保数据加密传输的安全的机制基本都覆盖到了，太过技术细节的就直接跳过了。

最后还有最后两个问题：

1. 网站是怎么把证书给到用户（浏览器）的
2. 上面提到的对称密钥是怎么协商出来的

上面两个问题，其实就是HTTPS握手阶段要干的事情。HTTPS的数据传输流程整体上跟HTTP是类似的，同样包含两个阶段：握手、数据传输。

1. 握手：证书下发，密钥协商（这个阶段都是明文的）
2. 数据传输：这个阶段才是加密的，用的就是握手阶段协商出来的对称密钥

阮老师的文章写的非常不错，通俗易懂，感兴趣的同学可以看下。

附：《SSL/TLS协议运行机制的概述》：http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/02/ssl_tls.html

写在后面

科普性文章，部分内容不够严谨，如有错漏请指出 :)

注：相关网站建设技巧阅读请移步到建站教程频道。

（编辑：PHP编程网 - 湛江站长网）

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