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漫畫:htts是如何保證一臺主機把資料安全發給另一臺主機

通過漫畫的形式由淺入深帶你讀懂htts是如何保證一臺主機把資料安全發給另一臺主機的

對稱加密

一禪:在每次傳送真實資料之前,伺服器先生成一把金鑰,然後先把金鑰傳輸給客戶端。之後伺服器給客戶端傳送真實資料的時候,會用這把金鑰對資料進行加密,客戶端收到加密資料之後,用剛才收到的金鑰進行解密。如圖:

當然,如果客戶端要給伺服器傳送資料,也是採用這把金鑰來加密,這裡為了方便,我採用單方向傳輸的形式

小白:那萬一金鑰在傳輸的過程中被別人截取了怎麼吧?

例如:

假如伺服器用明文的方式傳輸金鑰給客戶端,然後金鑰被中間人給捕獲了,那麼在之後伺服器和客戶端的加密傳輸過程中,中間人也可以用他捕獲的金鑰進行解密。這樣的話,加密的資料在中間人看來和明文沒啥兩樣

非對稱加密

一禪:這種方法就是,讓客戶端和伺服器都擁有兩把鑰匙,一把鑰匙是公開的(全世界知道都沒關係),我們稱之為公鑰;另一把鑰匙則是保密的(只有自己本人才知道),我們稱之為私鑰。這且,用公鑰加密的資料,只有對應的私鑰才能解密;用私鑰加密的資料,只有對應的公鑰才能解密

這樣,伺服器在給客戶端傳輸資料的過程中,可以用客戶端明文給他的公鑰進行加密,然後客戶端收到後,再用自己的私鑰進行解密。客戶端給伺服器傳送資料的時候也一樣採取這樣的方式。這樣就能保持資料的安全傳輸了。畫個圖理解一下:

一禪:處理方式就是結合 對稱加密+非對稱加密這兩種方式,我們可以用非對稱加密的方式來傳輸對稱加密過程中的金鑰,之後我們就可以採取對稱加密的方式來傳輸資料了。具體是這樣子的:

伺服器用明文的方式給客戶端傳送自己的公鑰,客戶端收到公鑰之後,會生成一把金鑰(對稱加密用的),然後用伺服器的公鑰對這把金鑰進行加密,之後再把金鑰傳輸給伺服器,伺服器收到之後進行解密,最後伺服器就可以安全著得到這把金鑰了,而客戶端也有同樣一把金鑰,他們就可以進行對稱加密了。

小白:例如:

伺服器以明文的方式給客戶端傳輸公鑰的時候,中間人截取了這把屬於伺服器的公鑰,並且把中間人自己的公鑰冒充伺服器的公鑰傳輸給了客戶端。

之後客戶端就會用中間人的公鑰來加密自己生成的金鑰。然後把被加密的金鑰傳輸給伺服器,這個時候中間人又把金鑰給截取了,中間人用自己的私鑰對這把被加密的金鑰進行解密,解密後中間人就可以獲得這把金鑰了。

最後中間人再對這把金鑰用剛才伺服器的公鑰進行加密,再發給伺服器。如圖:

毫無疑問,在這個過程中,中間人獲取了對稱加密中的金鑰,在之後伺服器和客戶端的對稱加密傳輸中,這些加密的資料對中間人來說,和明文沒啥區別。

數字證書登場

在剛才的講解中,我們知道,之所以非對稱加密會不安全,是因為客戶端不知道這把公鑰是否是伺服器的,因此,我們需要找到一種策略來證明這把公鑰就是伺服器的,而不是別人冒充的。

解決這個問題的方式就是使用數字證書,具體是這樣的:

我們需要找到一個擁有公信力、大家都認可的認證中心(CA)

伺服器在給客戶端傳輸公鑰的過程中,會把公鑰以及伺服器的個人資訊通過Hash演算法生成資訊摘要。如圖

為了防止資訊摘要被人調換,伺服器還會用CA提供的私鑰對資訊摘要進行加密來形成數字簽名。如圖:

並且,最後還會把原來沒Hash演算法之前的個人資訊以及公鑰 和 數字簽名合併在一起,形成數字證書。如圖

當客戶端拿到這份數字證書之後,就會用CA提供的公鑰來對數字證書裡面的數字簽名進行解密來得到資訊摘要,然後對數字證書裡伺服器的公鑰以及個人資訊進行Hash得到另外一份資訊摘要。最後把兩份資訊摘要進行對比,如果一樣,則證明這個人是伺服器,否則就不是。如圖:

這樣,就可以保證伺服器的公鑰安全著交給客戶端了。

其實,(有些)伺服器一開始就向認證中心申請了這些證書了(有沒有看過沒有證書的網站在位址列會被標出警告?),而客戶端是,也會內建這些證書。如圖:

當客戶端收到伺服器傳輸過來的資料數字證書時,就會在內建的證書列表裡,檢視是否有解開該數字證書的公鑰,如果有則...,如果沒有則....

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