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HTTPS和HTTP有什么區(qū)別,到底安全在哪里?

2016-06-03 10:29:50   作者:   來源:CTI論壇   評(píng)論:0  點(diǎn)擊:


  在上網(wǎng)獲取信息的過程中,我們接觸最多的信息加密傳輸方式也莫過于HTTPS了。每當(dāng)訪問一個(gè)站點(diǎn),瀏覽器的地址欄中出現(xiàn)綠色圖標(biāo)時(shí),意味著該站點(diǎn)支持HTTPS信息傳輸方式。HTTPS是我們常見的HTTP協(xié)議與某個(gè)加密協(xié)議的混合體,也就是HTTP+S。這個(gè)S可以是TLS(安全傳輸層協(xié)議)、也可以是SSL(安全套接層),不過我更認(rèn)可另一個(gè)抽象概括的說法,HTTP+Security。
  首先,HTTPS并不是這種加密技術(shù)的正式名稱,HTTPS代表的是“在TLS/SSL上實(shí)現(xiàn)的HTTP協(xié)議”,因此實(shí)現(xiàn)加密的其實(shí)是位于HTTP下面的TLS/SSL層。
  我們看看TLS/SSL所實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)主要機(jī)制:
  1.證書:通過第三方權(quán)威證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)(如VeriSign)驗(yàn)證和擔(dān)保網(wǎng)站的身份,防止他人偽造網(wǎng)站身份與不知情的用戶建立加密連接。
  2.密鑰交換:通過公鑰(非對(duì)稱)加密在網(wǎng)站服務(wù)器和用戶之間協(xié)商生成一個(gè)共同的會(huì)話密鑰。
  3.會(huì)話加密:通過機(jī)制(2)協(xié)商的會(huì)話密鑰,用對(duì)稱加密算法對(duì)會(huì)話的內(nèi)容進(jìn)行加密。
  4.消息校驗(yàn):通過消息校驗(yàn)算法來防止加密信息在傳輸過程中被篡改。
  通過上述機(jī)制,用戶與網(wǎng)站之間的傳輸內(nèi)容受到了保護(hù),因此能夠獲得很高的安全性。不過,任何密碼學(xué)手段都不是絕對(duì)安全的,上面幾個(gè)機(jī)制中其實(shí)都存在可能的風(fēng)險(xiǎn):
  1.證書:如果有人偽造證書,瀏覽器會(huì)發(fā)出警告,提示用戶該網(wǎng)站的證書可能是偽造的,應(yīng)該停止訪問,但如果你無視瀏覽器的警告,你的會(huì)話信息就有可能被偽造者竊取。此外,如果第三方證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)遭到攻擊,攻擊者竊取了已頒發(fā)的證書密鑰,就可以偽造相應(yīng)的網(wǎng)站證書,完全騙過瀏覽器的安全機(jī)制,這樣的例子的確曾經(jīng)發(fā)生過。
  2.密鑰交換:RSA,這是一種最普遍使用的公鑰加密算法,一般來說安全性很高。
  3.會(huì)話加密:AES-256(CBCMode),這是一種非常廣泛使用的加密算法,采用256位密鑰代表其安全性很高,如果采用128位密鑰(AES-128)則安全性就差一些。
  4.消息校驗(yàn):SHA1,這是一種散列算法,SHA1的安全性比MD5要好,但如果采用SHA256則安全性會(huì)更好一些。
  上面很抽象是不是,我們用“傳紙條”這個(gè)人人小時(shí)候都做過的事來形象的說明一下。
  HTTP
  假設(shè)你現(xiàn)在正坐在教室里上課,現(xiàn)在你非常想和走道旁的迷人的TA說一些話,一般這個(gè)時(shí)候你會(huì)用“傳紙條”的方式來交流。而這個(gè)方式和TCP/IP協(xié)議基本的工作模式十分相像:
  • 通過小動(dòng)作引起對(duì)方注意;
  • 對(duì)方以多種可能的方式(注視、肢體語言等)回應(yīng)于你;
  • 你確認(rèn)對(duì)方感知到你后,將紙條傳給對(duì)方;
  • 對(duì)方閱讀紙條;
  • 對(duì)方給予你閱讀后的反應(yīng);
  怎么樣,這個(gè)流程是不是很熟悉?
  如果你要傳遞紙條的TA距離你很遠(yuǎn)怎么辦?HTTP協(xié)議就是指你在紙條上寫明你要傳給的TA是誰,或者TA的座位在哪,接著只需要途徑的同學(xué)拿到紙條后根據(jù)紙條上的指示依次將紙條傳過去就OK了。
  這個(gè)時(shí)候問題來了:途徑的同學(xué)完全可以觀看并知道你在紙條上寫了什么。
  這就是HTTP傳輸所面臨的問題之一:中間人攻擊,指消息傳遞的過程中,處在傳遞路徑上的攻擊者可以嗅探或者竊聽傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容。
  HTTPS
  HTTPS針對(duì)這個(gè)問題,采用了“加密”的方式來解決。最著名原始的加密方法就是對(duì)稱加密算法了,就是雙方約定一個(gè)暗號(hào),用什么字母替換什么字母之類的,F(xiàn)在一般采用一種叫AES(高級(jí)加密算法)的對(duì)稱算法。
  對(duì)稱加密算法既指加密和解密需要使用的密鑰key是一樣的。
  AES在數(shù)學(xué)上保證了,只要你使用的key足夠長,破解幾乎是不可能的(除非光子計(jì)算機(jī)造出來了)
  我們先假設(shè)在沒有密鑰key的情況下,密文是無法被破解的,然后再回到這個(gè)教室。你將用AES加密后的內(nèi)容噌噌噌地寫在了紙條上,正要傳出去的時(shí)候你突然想到,TA沒有key怎么解密內(nèi)容呀,或者說,應(yīng)該怎么把key給TA?
  如果把key也寫在紙條上,那么中間人照樣可以破解竊聽紙條內(nèi)容。也許在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中你有其他辦法可以把key通過某種安全的渠道送到TA的手里,但是互聯(lián)網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)難度就比較大了,畢竟不管怎樣,數(shù)據(jù)都要經(jīng)過那些路由。
  于是聰明的人類發(fā)明了另一種加密算法——非對(duì)稱加密算法。這種加密算法會(huì)生成兩個(gè)密鑰(key1和key2)。凡是key1加密的數(shù)據(jù),key1自身不能解密,需要key2才能解密;凡事key2加密的數(shù)據(jù),key2自身不能解密,只有key1才能解密。
  目前這種算法有很多中,最常用的是RSA。其基于的數(shù)學(xué)原理是:
  兩個(gè)大素?cái)?shù)的乘積很容易算,但是用這個(gè)乘積去算出是哪兩個(gè)素?cái)?shù)相乘就很復(fù)雜了。好在以目前的技術(shù),分解大數(shù)的素因確實(shí)比較困難,尤其是當(dāng)這個(gè)大數(shù)足夠大的時(shí)候(通常使用2的10次方個(gè)二進(jìn)制位那么大),就算是超級(jí)計(jì)算機(jī),解密也需要非常長的時(shí)間。
  現(xiàn)在就把這種非對(duì)稱加密的方法應(yīng)用在我們教室傳紙條的場(chǎng)景里。
  你在寫紙條內(nèi)容之前先用RSA技術(shù)生成了一對(duì)密鑰k1和k2.
  你把k1用明文傳了出去,路經(jīng)也許有人會(huì)截取,但是沒有用,k1加密的數(shù)據(jù)需要k2才可以破解,而k2在你自己手中。
  k1傳到了目的人,目的人會(huì)去準(zhǔn)備一個(gè)接下來準(zhǔn)備用于對(duì)稱加密(AES)的傳輸密鑰key,然后用收到的k1把key加密,傳給你。
  你用手上的k2解出key后,全教室只有你和你的目的人擁有這個(gè)對(duì)稱加密的key,你們倆就可以盡情聊天不怕竊聽啦~
  這里也許你會(huì)有問題,為什么不直接用非對(duì)稱加密來加密信息,而是加密AES的key呢?因?yàn)榉菍?duì)稱加密和解密的平均消耗時(shí)間比較長,為了節(jié)省時(shí)間提高效率,我們通常只是用它來交換密鑰,而非直接傳輸數(shù)據(jù)。
  然而使用非對(duì)稱加密真的可以防范中間人攻擊嗎?雖然看上去很安全,但是實(shí)際上卻擋不住可惡的中間人攻擊。
  假設(shè)你是A,你的目的地是B,現(xiàn)在要途徑一個(gè)惡意同學(xué)M。中間人的惡意之處在于它會(huì)偽裝成你的目標(biāo)。
  當(dāng)你要和B完成第一次密鑰交換的時(shí)候,M把紙條扣了下來,假裝自己是B并偽造了一個(gè)key,然后用你發(fā)來的k1加密了key發(fā)還給你。
  你以為你和B完成了密鑰交換,實(shí)際上你是和M完成了密鑰交換。
  同事M和B完成一次密鑰交換,讓B以為和A你完成了密鑰交換。
  現(xiàn)在整體的加密流程變成了A(加密鏈接1)->M(明文)->B(加密鏈接2)的情況了,這時(shí)候M依然可以知道A和B傳輸?shù)娜肯ⅰ?/div>
  這個(gè)時(shí)候就是體現(xiàn)HTTPS和傳紙條的區(qū)別了。在教室里,你是和一位與你身份幾乎對(duì)等的的對(duì)象來通信;而在訪問網(wǎng)站時(shí),對(duì)方往往是一個(gè)比較大(或者知名)的服務(wù)者,他們有充沛的資源,或許他們可以向你證明他們的合法性。
  此時(shí)我們需要引入一個(gè)非常權(quán)威的第三方,一個(gè)專門用來認(rèn)證網(wǎng)站合法性的組織,可以叫做CA(Certificate Authority)。各個(gè)網(wǎng)站服務(wù)商可以向CA申請(qǐng)證書,使得他們?cè)诮踩B接時(shí)可以帶上CA的簽名。而CA得安全性是由操作系統(tǒng)或者瀏覽器來認(rèn)證的。
  你的Windows、Mac、Linux、Chrome、Safari等會(huì)在安裝的時(shí)候帶上一個(gè)他們認(rèn)為安全的CA證書列表,只有和你建立安全連接的網(wǎng)站帶有這些CA的簽名,操作系統(tǒng)和瀏覽器才會(huì)認(rèn)為這個(gè)鏈接是安全的,否則就有可能遭到中間人攻擊。
  一旦某個(gè)CA頒發(fā)的證書被用于的非法途徑,那么這個(gè)CA之前頒發(fā)過的所有證書都將被視為不安全的,這讓所有CA在頒發(fā)證書時(shí)都十分小心,所以CA證書在通常情況下是值得信任的。
  正如聲網(wǎng)Agora.ioWebSDK考慮數(shù)據(jù)安全問題,限制了http訪問get User Media接口,只能通過https方式訪問。所以會(huì)出現(xiàn)用http在Chrome瀏覽器(47以上版本)中訪問Agora服務(wù)失敗,我該怎么辦?
  AgoraWeb解決方案基于WebRTC技術(shù)建立瀏覽器間的音視頻通信,在WebRTC協(xié)議中,瀏覽器通過getUserMedia接口獲取視頻(通過攝像頭)和音頻(通過麥克風(fēng))數(shù)據(jù),GoogleChrome是支持WebRTC的主流瀏覽器之一,在v47及以上版本,考慮到數(shù)據(jù)安全問題,限制了http訪問get User Media接口,只能通過https方式訪問。除了chrome瀏覽器外,Opera瀏覽器在v34版本后也跟進(jìn)了對(duì)http的限制,F(xiàn)irefox暫時(shí)沒有此更新。但是考慮到https是WebRTC協(xié)議推薦的安全訪問方式,建議客戶統(tǒng)一通過https來訪問AgoraWeb服務(wù),也能兼容各瀏覽器平臺(tái)。
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