目录
- 数据传输区别
- 安全性区别
- 端口区别
- 交互区别
- HTTPS的工作流程
- HTTPS的实现原理
- 机密性
- 完整性
- 身份认证和不可否认
- HTTPS 使用流程
- HTTPS性能优化点
- HTTP2的特性
- 向下兼容HTTP/1
- 头部压缩
- 二进制
- 虚拟流、多路复用
数据传输区别
http也相当于HTTP协议,是超文本传输协议的意思,是明文传输。属于你请求的数据,不加密,直接请求服务端。
https 是http的升级,在应用层和传输层加了一层SSL校验层,对所传输的数据进行加密,进行密文传输。
安全性区别
HTTPS | HTTP | |
---|---|---|
安全性 | 高 | 低 |
数据传输 | 加密传输 | 明文传输 |
认证 | 身份认证:CA证书 | 身份不确定,数据可能被第三方获取 |
完整性 | 数据加密保证完整性 | 数据可能被拦截篡改 |
正确性 | 不可否认,无法修改 | 无法保证数据的真实性 |
端口区别
HTTPS | HTTP | |
---|---|---|
端口 | 443 | 80 |
灵活性 | 高 | 低 |
访问速度 | 慢 | 快 |
经济适用 | 收费 | 免费 |
交互区别
HTTP---->三次握手,流程为
客户端对服务端说,我要连接你;
服务端对客户端说,我收到了;
客户端往服务端发送数据;
这样http的一个交互流程就完成了
HTTPS---->四次握手,流程为
客户端对服务端说,我要连接你;
服务端我收到了,并且把公钥返回给客户端;
客户端拿着公钥,把自己的公钥加密,在发送给服务端;
服务端收到公钥,进行后续交互。
流程对比
HTTPS的工作流程
主要是说对称加密和非对称加密,共同使用,作为一个混合加密使用。
- Client发起请求(端口443)
- Server返回公钥证书(Server中有公钥和私钥,只发送公钥给Client)
- Client验证证书
- Client生成对称密钥,用公钥加密后发给Server
- Server使用私钥解密,得到对称密钥
- C/S双方使用对称密钥:加密明文并发送,解密密文得到明文
混合加密流程图:
HTTPS的实现原理
HTTPS实现原理包括:
-
机密性
-
完整性
-
身份认证
-
不可否认
机密性
使用混合加密:对称加密和非对称加密
非对称加密:公钥和私钥
安全传输对称秘钥
常见算法:RSA,ECC
常见算法:效率慢,速度低
完整性
完整性:传输过程中数据可能被修改
发送一个与原文等价的数字摘要
摘要算法:一种压缩算法(hash函数)
任意长度 -> 固定长度摘要字符串,指纹
单向加密算法,无法解密,不能逆推原文
常见算法:SHA-2
SHA224(28B)、SHA256(32B)、SHA384(48B)
哈希冲突的解决:
再哈希法、链地址法、开放寻址法
身份认证和不可否认
数字签名:防止客户端被伪装(可信第三方提供的一对密钥(公/私)加密客户端信息)
私钥加密,公钥解密
签名:使用私钥加密摘要,得到数字签名
验证签名:使用公钥解密签名,得到摘要原文
对摘要加密,而非原文,降低运算量。压缩后再加密。
数字证书和CA:可信第三方
数字证书:包含序列号、用途、颁发者、有效时间等,打包后生成签名
证书等级:DV、OV、EV
根证书/自签名证书:Root CA
HTTPS 使用流程
- 在服务端生成ca证书
生成私钥:key文件
创建待签名证书:csr文件 - CA机构对证书签名
生成.crt文件 - 配置应用服务器
可在nginx中配置,加入ssl认证 - 在系统中安装证书
HTTPS性能优化点
- 协议优化
TLS1.2->TLS1.3协议升级
密钥交换:ECDHE(椭圆曲线:x25519 )
对称加密:AES_128_GCM
算法优化 - 证书优化
服务器证书:RSA->ECDSA
吊销机制:定期吊销CRL->在线状态OCSP - 会话复用
Session ID、Session Ticket 认证后使用UDP,安全要考虑到。
PSK(0-RTT):Pre-shared Key, PSK是预共享密钥,是用于验证 L2TP/IPSec 连接的 Unicode 字符串。可以配置“路由和远程访问”来验证支持预共享密钥的 VPN 连接。 - 硬件
更快的CPU
SSL加速卡
SSL加速服务器 - 软件升级
Linux:内核升级4.x
Nginx:1.16+
OpenSSL:1.1.0/1.1.1
HTTP2的特性
向下兼容HTTP/1
HTTP/2把HTTP分解成为了“语义”“语法”两部分,其中语义层不做改动,与HTTP完全一致(比如说请求方法,URI,状态码,头字段等概念保留不变)。
特别要说的是,与 HTTPS 不同,HTTP/2 没有在 URI 里引入新的协议名,仍然用“http”表示明文协议,用“https”表示加密协议。
头部压缩
HTTP 1.x 的头部带有大量信息用于描述这次通信的的资源、浏览器属性、cookie等,而且每次都要重复发送。HTTP/2 使用encoder来减少需要传输的header大小。即:
HTTP/2在客户端和服务器端使用“首部表”来跟踪和存储之前发送的 键-值 对,对于相同的数据,不再通过每次的请求和响应发送;
首部表在HTTP/2的连接存续期内始终存在,由客户端和服务器共同渐进更新;
每个新的首部 键-值 对要么被追加到当前表的末尾,要么替换表中之前的值。
简单理解:
请求1 发送了所有的头部字段,请求2 则只需要发送差异数据就行了,这样可以减少冗余数据,降低开销。
二进制
HTTP/2 采用二进制格式传输数据,而非 HTTP 1.x 的文本格式。HTTP/2将所有传输信息分割为更小的消息和帧,并对它们采用二进制格式的编码将其封装,新增的二进制分帧层同时也能够保证 http 的各种动词,方法,首部都不受影响,兼容上一代http标准。其中,HTTP 1.X中的首部信息 header 封装到 Headers 帧中,而request body 被封装到Data帧中。
HTTP/2 中,同域名下所有通信都在单个连接上完成,该连接可以承载任意数量的双向数据流。每个数据流都以消息的形式发送,而消息又由一个或多个帧组成。多个帧之间可以乱序发送,根据帧首部的流标识可以重新组装。
虚拟流、多路复用
HTTP 1.x 中,客户端浏览器在同一时间,针对同一域名下的请求会有一定数量的限制,超过限制数目的请求会被阻塞。且如果想并发多个请求,必建立多个 TCP 链接。
在 HTTP/2 中,有了新的分帧机制后,它将不再依赖 TCP 连接去实现多流并行了,在 HTTP/2中:
同域名下所有通信都在单个连接上完成;
单个连接可以承载任意数量的双向数据流;
数据流以消息的形式发送,而消息又由一个或多个帧组成,多个帧之间可以乱序发送,因为可以根据帧首部的流标识重新组装。
这一特性带来了性能上的提升:
同个域名只需要占用一个 TCP 连接,消除了因多个 TCP 连接而带来的延时和内存消耗;
单个连接上可以并行交错的请求和响应,之间互不干扰;
在HTTP/2中,每个请求都可以带一个31bit的优先值,0表示最高优先级, 数值越大优先级越低。有了这个优先值,客户端和服务器就可以在处理不同的流时采取不同的策略,以最优的方式发送流、消息和帧。