1. SSL 与 TLS
SSL：（Secure Socket Layer） 安全套接层，于 1994 年由网景公司设计，并于 1995 年发布了 3.0 版本
TLS：（Transport Layer Security）传输层安全性协议，是 IETF 在 SSL3.0 的基础上设计的协议
以下全部使用 TLS 来表示
2. 从网络协议的角度理解 HTTPS
HTTP：HyperText Transfer Protocol 超文本传输协议
HTTPS：Hypertext Transfer Protocol Secure 超文本传输安全协议
TLS：位于 HTTP 和 TCP 之间的协议，其内部有 TLS握手协议、TLS记录协议
HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 TLS 来保证安全，即 HTTPS = HTTP + TLS
3. 从密码学的角度理解 HTTPS
HTTPS 使用 TLS 保证安全，这里的“安全”分两部分，一是传输内容加密、二是服务端的身份认证
3.1. TLS 工作流程
此为服务端单向认证，还有客户端/服务端双向认证，流程类似，只不过客户端也有自己的证书，并发送给服务器进行验证
3.2. 密码基础
3.2.1. 伪随机数生成器
为什么叫伪随机数，因为没有真正意义上的随机数，具体可以参考 Random/TheadLocalRandom
它的主要作用在于生成对称密码的秘钥、用于公钥密码生成秘钥对
3.2.2. 消息认证码
消息认证码主要用于验证消息的完整性与消息的认证，其中消息的认证指“消息来自正确的发送者”
- 发送者与接收者事先共享秘钥
- 发送者根据发送消息计算 MAC 值
- 发送者发送消息和 MAC 值
- 接收者根据接收到的消息计算 MAC 值
- 接收者根据自己计算的 MAC 值与收到的 MAC 对比
- 如果对比成功，说明消息完整，并来自与正确的发送者
3.2.3. 数字签名
消息认证码的缺点在于无法防止否认，因为共享秘钥被 client、server 两端拥有，server 可以伪造 client 发送给自己的消息（自己给自己发送消息），为了解决这个问题，我们需要它们有各自的秘钥不被第二个知晓（这样也解决了共享秘钥的配送问题）
使用自己的私钥对自己所认可的消息生成一个该消息专属的签名，这就是数字签名，表明我承认该消息来自自己
注意：私钥用于加签，公钥用于解签，每个人都可以解签，查看消息的归属人
3.2.4. 公钥密码
公钥密码也叫非对称密码，由公钥和私钥组成，它是最开始是为了解决秘钥的配送传输安全问题，即，我们不配送私钥，只配送公钥，私钥由本人保管
它与数字签名相反，公钥密码的私钥用于解密、公钥用于加密，每个人都可以用别人的公钥加密，但只有对应的私钥才能解开密文
client：明文 + 公钥 = 密文
server：密文 + 私钥 = 明文
注意：公钥用于加密，私钥用于解密，只有私钥的归属者，才能查看消息的真正内容
3.2.5. 证书
证书：全称公钥证书（Public-Key Certificate, PKC）,里面保存着归属者的基本信息，以及证书过期时间、归属者的公钥，并由认证机构（Certification Authority, CA）施加数字签名，表明，某个认证机构认定该公钥的确属于此人
在上面的场景中，你可以理解支付宝证书就是由支付宝的公钥、和给支付宝颁发证书的企业的数字签名组成
任何人都可以给自己或别人的公钥添加自己的数字签名，表明：我拿我的尊严担保，我的公钥/别人的公钥是真的，至于信不信那是另一回事了
3.2.6. 密码小结
| 消息认证码 | 确认消息的完整、并对消息的来源认证 | 共享秘钥+消息的散列值 |
| 数字签名 | 对消息的散列值签名 | 公钥+私钥+消息的散列值 |
| 公钥密码 | 解决秘钥的配送问题 | 公钥+私钥+消息 |
| 证书 | 解决公钥的归属问题 | 公钥密码中的公钥+数字签名 |
3.3. TLS 使用的密码技术
- 伪随机数生成器：秘钥生成随机性，更难被猜测
- 对称密码：对称密码使用的秘钥就是由伪随机数生成，相较于非对称密码，效率更高
- 消息认证码：保证消息信息的完整性、以及验证消息信息的来源
- 公钥密码：证书技术使用的就是公钥密码
- 数字签名：验证证书的签名，确定由真实的某个 CA 颁发
- 证书：解决公钥的真实归属问题，降低中间人攻击概率
3.4. TLS 总结
TLS 是一系列密码工具的框架，作为框架，它也是非常的灵活，体现在每个工具套件它都可以替换，即：客户端与服务端之间协商密码套件，从而更难的被攻破，例如使用不同方式的对称密码，或者公钥密码、数字签名生成方式、单向散列函数技术的替换等
4. RSA 简单示例
RSA 是一种公钥密码算法，我们简单的走一遍它的加密解密过程
加密算法：密文 = (明文^E) mod N，其中公钥为{E,N}，即”求明文的E次方的对 N 的余数“
解密算法：明文 = (密文^D) mod N，其中秘钥为{D,N}，即”求密文的D次方的对 N 的余数“
例：我们已知公钥为{5,323}，私钥为{29,323}，明文为300，请写出加密和解密的过程：