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HTTP协议
TCP/IP协议
TCP/IP的分层管理
各个协议和HTTP之间的关系
了解并区分URI和URL
返回结果的HTTP状态码
2XX 成功
2.1 200 ok
2.2 204 No Content
2.3 206 Partial Content
3xx表示重定向
3.1 301 Moved Permanently
3.2 302 Found
3.3 303 See Other
3.4 304 Not Modified
3.5 307 Temporary Redirect
4XX 客户端错误
4.1 400 Bad Request
4.3 403 Forbidden
.4.4 404 Not Found
5XX 服务器错误
5.1 500 Internal Server Error
确保 Web 安全的 HTTPs
HTTP 的缺点
通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听
不验证通信方的身份就可能遭遇伪装
无法证明报文完整性，可能已遭篡改
HTTP+ 加密 + 认证 + 完整性保护 =HTTPS
HTTP 加上加密处理和认证以及完整性保护后即是 HTTPS
HTTPS 是身披 SSL 外壳的 HTT
相互交换密钥的公开密钥加密技术
共享密钥加密的困境
使用两把密钥的公开密钥加密
HTTPS 采用混合加密机制
证明公开密钥正确性的证书
HTTPS 的安全通信机制
为什么不一直使用https?
HTTP协议
TCP/IP协议
计算机与网络设备要相互通信，双方就必须基于相同的方法。比如， 如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通 信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之 间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议（protocol）。
注：TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称
协议中存在各式各样的内容。从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、 寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序，以及 Web 页面显示需 要处理的步骤，等等。 像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。也有说法 认为，TCP/IP 是指 TCP 和 IP 这两种协议。还有一种说法认为，TCP/ IP 是在 IP 协议的通信过程中，使用到的协议族的统称。
TCP/IP的分层管理
TCP/IP 的分层管理 TCP/IP 协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP 协议族按层次分别分 为以下 4 层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。 把 TCP/IP 层次化是有好处的。比如，如果互联网只由一个协议统 筹，某个地方需要改变设计时，就必须把所有部分整体替换掉。而分 层之后只需把变动的层替换掉即可。把各层之间的接口部分规划好之 后，每个层次内部的设计就能够自由改动了。 值得一提的是，层次化之后，设计也变得相对简单了。处于应用层上 的应用可以只考虑分派给自己的任务，而不需要弄清对方在地球上哪 个地方、对方的传输路线是怎样的、是否能确保传输送达等问题。 TCP/IP 协议族各层的作用如下。 应用层 16 应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。 TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如，FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域 名系统）服务就是其中两类。 HTTP 协议也处于该层。 传输层 传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据 传输。 在传输层有两个性质不同的协议：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Data Protocol，用户数据报 协议）。 网络层（又名网络互连层） 网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数 据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方计 算机，并把数据包传送给对方。 与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所 起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。 链路层（又名数据链路层，网络接口层） 用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱 动、NIC（Network Interface Card，网络适配器，即网卡），及光纤等 物理可见部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在 链路层的作用范围之内。
各个协议和HTTP之间的关系
了解并区分URI和URL
URI 是 Uniform Resource Identifier 的缩写。也就是统一资源标识符。
几种URI的例子
URI的格式
返回结果的HTTP状态码
HTTP 状态码负责表示客户端 HTTP 请求的返回结果、标记服务器端 的处理是否正常、通知出现的错误等工作。
1.状态码的类型：
2XX 成功
2.1 200 ok
在响应报文内，随状态码一起返回的信息会因方法的不同而发生改 变。比如，使用 GET 方法时，对应请求资源的实体会作为响应返 回；而使用 HEAD 方法时，对应请求资源的实体首部不随报文主体 作为响应返回（即在响应中只返回首部，不会返回实体的主体部 分）。
2.2 204 No Content
该状态码代表服务器接收的请求已成功处理，但在返回的响应报文中 不含实体的主体部分。另外，也不允许返回任何实体的主体。比如， 当从浏览器发出请求处理后，返回 204 响应，那么浏览器显示的页面 不发生更新。 一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而对客户端不需要发送新 61 信息内容的情况下使用
2.3 206 Partial Content
该状态码表示客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的 GET 请求。响应报文中包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。
3xx表示重定向
3.1 301 Moved Permanently
永久性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，以后 应使用资源现在所指的 URI。也就是说，如果已经把资源对应的 URI 保存为书签了，这时应该按 Location 首部字段提示的 URI 重新保存。 像下方给出的请求 URI，当指定资源路径的最后忘记添加斜杠“/”，就 会产生 301 状态码。
像下方给出的请求 URI，当指定资源路径的最后忘记添加斜杠“/”，就 会产生 301 状态码。
http://example.com/sample3.2 302 Found
临时性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，希望 用户（本次）能使用新的 URI 访问。 和 301 Moved Permanently 状态码相似，但 302 状态码代表的资源不 是被永久移动，只是临时性质的。换句话说，已移动的资源对应的 URI 将来还有可能发生改变。比如，用户把 URI 保存成书签，但不会 像 301 状态码出现时那样去更新书签，而是仍旧保留返回 302 状态码 的页面对应的 URI。
3.3 303 See Other
该状态码表示由于请求对应的资源存在着另一个 URI，应使用 GET 方法定向获取请求的资源。 303 状态码和 302 Found 状态码有着相同的功能，但 303 状态码明确 表示客户端应当采用 GET 方法获取资源，这点与 302 状态码有区 别。 63 比如，当使用 POST 方法访问 CGI 程序，其执行后的处理结果是希望 客户端能以 GET 方法重定向到另一个 URI 上去时，返回 303 状态 码。虽然 302 Found 状态码也可以实现相同的功能，但这里使用 303 状态码是最理想的。
当 301、302、303 响应状态码返回时，几乎所有的浏览器都会把 POST 改成 GET，并删除请求报文内的主体，之后请求会自动再次 发送。
301、302 标准是禁止将 POST 方法改变成 GET 方法的，但实际使 用时大家都会这么做。
3.4 304 Not Modified
该状态码表示客户端发送附带条件的请求 2 时，服务器端允许请求访 问资源，但未满足条件的情况。304 状态码返回时，不包含任何响应 的主体部分。304 虽然被划分在 3XX 类别中，但是和重定向没有关 系。
3.5 307 Temporary Redirect
临时重定向。该状态码与 302 Found 有着相同的含义。尽管 302 标准 64 禁止 POST 变换成 GET，但实际使用时大家并不遵守。 307 会遵照浏览器标准，不会从 POST 变成 GET。但是，对于处理响 应时的行为，每种浏览器有可能出现不同的情况。
4XX 客户端错误
4XX 的响应结果表明客户端是发生错误的原因所在。
4.1 400 Bad Request
该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时，需修改请求 的内容后再次发送请求。另外，浏览器会像 200 OK 一样对待该状态 码。
4.2 401 Unauthorized
该状态码表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证（BASIC 认证、 DIGEST 认证）的认证信息。另外若之前已进行过 1 次请求，则表示 用 户认证失败。
4.3 403 Forbidden
该状态码表明对请求资源的访问被服务器拒绝了。服务器端没有必要 给出拒绝的详细理由，但如果想作说明的话，可以在实体的主体部分 66 对原因进行描述，这样就能让用户看到了。 未获得文件系统的访问授权，访问权限出现某些问题（从未授权的发 送源 IP 地址试图访问）等列举的情况都可能是发生 403 的原因。
.4.4 404 Not Found
该状态码表明服务器上无法找到请求的资源。除此之外，也可以在服 务器端拒绝请求且不想说明理由时使用。
5XX 服务器错误
5XX 的响应结果表明服务器本身发生错误
5.1 500 Internal Server Error
状态码表明服务器端在执行请求时发生了错误。也有可能是 Web 应用存在的 bug 或某些临时的故障。
5.2 503 Service Unavailable
该状态码表明服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法 处理请求。如果事先得知解除以上状况需要的时间，最好写入 RetryAfter 首部字段再返回给客户端。
状态码和状况的不一致
不少返回的状态码响应都是错误的，但是用户可能察觉不到这点。 比如 Web 应用程序内部发生错误，状态码依然返回 200 OK，这种 情况也经常遇到。
确保 Web 安全的 HTTPs
HTTP 的缺点
通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听
不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装
无法证明报文的完整性，所以有可能已遭篡改
这些问题不仅在 HTTP 上出现，其他未加密的协议中也会存在这类问 题。
除此之外，HTTP 本身还有很多缺点。而且，还有像某些特定的 Web 服务器和特定的 Web 浏览器在实际应用中存在的不足（也可以说成 是脆弱性或安全漏洞），另外，用 Java 和 PHP 等编程语言开发的 Web 应用也可能存在安全漏洞
通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听
图：互联网上的任何角落都存在通信内容被窃听的风险
加密处理防止被窃听
在目前大家正在研究的如何防止窃听保护信息的几种对策中，最 为普及的就是加密技术。加密的对象可以有这么几个。
通信的加密
一种方式就是将通信加密。HTTP 协议中没有加密机制，但可以 137 通过和 SSL（Secure Socket Layer，安全套接层）或 TLS（Transport Layer Security，安全层传输协议）的组合使用， 加密 HTTP 的通信内容。 用 SSL 建立安全通信线路之后，就可以在这条线路上进行 HTTP 通信了。与 SSL 组合使用的 HTTP 被称为 HTTPS（HTTP Secure，超文本传输安全协议）或 HTTP over SSL。
内容的加密
还有一种将参与通信的内容本身加密的方式。由于 HTTP 协议中 没有加密机制，那么就对 HTTP 协议传输的内容本身加密。即把 HTTP 报文里所含的内容进行加密处理。 在这种情况下，客户端需要对 HTTP 报文进行加密处理后再发送 请求。
不验证通信方的身份就可能遭遇伪装
HTTP 协议中的请求和响应不会对通信方进行确认。也就是说存在“服 务器是否就是发送请求中 URI 真正指定的主机，返回的响应是否真的 返回到实际提出请求的客户端”等类似问题。
任何人都可发起请求
在 HTTP 协议通信时，由于不存在确认通信方的处理步骤，任何 人都可以发起请求。另外，服务器只要接收到请求，不管对方是 谁都会返回一个响应（但也仅限于发送端的 IP 地址和端口号没 有被 Web 服务器设定限制访问的前提下）。
HTTP 协议的实现本身非常简单，不论是谁发送过来的请求都会 返回响应，因此不确认通信方，会存在以下各种隐患。
无法确定请求发送至目标的 Web 服务器是否是按真实意 图返回响应的那台服务器。有可能是已伪装的 Web 服务 器。
无法确定响应返回到的客户端是否是按真实意图接收响 应的那个客户端。有可能是已伪装的客户端。
无法确定正在通信的对方是否具备访问权限。因为某些 Web 服务器上保存着重要的信息，只想发给特定用户通 信的权限。
无法判定请求是来自何方、出自谁手。
即使是无意义的请求也会照单全收。无法阻止海量请求 下的 DoS 攻击（Denial of Service，拒绝服务攻击）。
无法证明报文完整性，可能已遭篡改
所谓完整性是指信息的准确度。若无法证明其完整性，通常也就意味 着无法判断信息是否准确。接收到的内容可能有误
由于 HTTP 协议无法证明通信的报文完整性，因此，在请求或响 应送出之后直到对方接收之前的这段时间内，即使请求或响应的 内容遭到篡改，也没有办法获悉。 换句话说，没有任何办法确认，发出的请求 / 响应和接收到的请 求 / 响应是前后相同的。
比如，从某个 Web 网站上下载内容，是无法确定客户端下载的 文件和服务器上存放的文件是否前后一致的。文件内容在传输途 中可能已经被篡改为其他的内容。即使内容真的已改变，作为接 收方的客户端也是觉察不到的。 像这样，请求或响应在传输途中，遭攻击者拦截并篡改内容的攻 击称为中间人攻击
HTTP+ 加密 + 认证 + 完整性保护 =HTTPS
HTTP 加上加密处理和认证以及完整性保护后即是 HTTPS
如果在 HTTP 协议通信过程中使用未经加密的明文，比如在 Web 页 面中输入信用卡号，如果这条通信线路遭到窃听，那么信用卡号就暴 露了。 另外，对于 HTTP 来说，服务器也好，客户端也好，都是没有办法确认通信方的。因为很有可能并不是和原本预想的通信方在实际通信。 并且还需要考虑到接收到的报文在通信途中已经遭到篡改这一可能 性。 为了统一解决上述这些问题，需要在 HTTP 上再加入加密处理和认证 等机制。我们把添加了加密及认证机制的 HTTP 称为HTTPS
经常会在 Web 的登录页面和购物结算界面等使用 HTTPS 通信。使用 HTTPS 通信时，不再用 http://，而是改用 https://。另外，当浏览器访 问 HTTPS 通信有效的 Web 网站时，浏览器的地址栏内会出现一个带 锁的标记。对 HTTPS 的显示方式会因浏览器的不同而有所改变
HTTPS 是身披 SSL 外壳的 HTT
HTTPS 并非是应用层的一种新协议。只是 HTTP 通信接口部分用 SSL（Secure Socket Layer）和 TLS（Transport Layer Security）协议代 替而已。
通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通 信，再由 SSL 和 TCP 通信了。简言之，所谓 HTTPS，其实就是身披 SSL 协议这层外壳的 HTTP。
在采用 SSL 后，HTTP 就拥有了 HTTPS 的加密、证书和完整性保护 这些功能。
SSL 是独立于 HTTP 的协议，所以不光是 HTTP 协议，其他运行在应 用层的 SMTP 和 Telnet 等协议均可配合 SSL 协议使用。可以说 SSL 是 当今世界上应用最为广泛的网络安全技术
相互交换密钥的公开密钥加密技术
在对 SSL 进行讲解之前，我们先来了解一下加密方法。SSL 采用一种 叫做公开密钥加密（Public-key cryptography）的加密处理方式。
近代的加密方法中加密算法是公开的，而密钥却是保密的。通过这种 方式得以保持加密方法的安全性。
加密和解密都会用到密钥。没有密钥就无法对密码解密，反过来说， 任何人只要持有密钥就能解密了。如果密钥被攻击者获得，那加密也 就失去了意义。
共享密钥加密的困境
加密和解密同用一个密钥的方式称为共享密钥加密（Common key crypto system），也被叫做对称密钥加密。
以共享密钥方式加密时必须将密钥也发给对方。可究竟怎样才能 安全地转交？在互联网上转发密钥时，如果通信被监听那么密钥 就可会落入攻击者之手，同时也就失去了加密的意义。另外还得 设法安全地保管接收到的密钥。
使用两把密钥的公开密钥加密
公开密钥加密方式很好地解决了共享密钥加密的困难。
公开密钥加密使用一对非对称的密钥。一把叫做私有密钥 （private key），另一把叫做公开密钥（public key）。顾名思 义，私有密钥不能让其他任何人知道，而公开密钥则可以随意发 布，任何人都可以获得。
使用公开密钥加密方式，发送密文的一方使用对方的公开密钥进 行加密处理，对方收到被加密的信息后，再使用自己的私有密钥 进行解密。利用这种方式，不需要发送用来解密的私有密钥，也 不必担心密钥被攻击者窃听而盗走。
另外，要想根据密文和公开密钥，恢复到信息原文是异常困难 的，因为解密过程就是在对离散对数进行求值，这并非轻而易举 就能办到。退一步讲，如果能对一个非常大的整数做到快速地因 式分解，那么密码破解还是存在希望的。但就目前的技术来看是 不太现实的
HTTPS 采用混合加密机制
HTTPS 采用共享密钥加密和公开密钥加密两者并用的混合加密 机制。
若密钥能够实现安全交换，那么有可能会考虑仅使用公开 密钥加密来通信。但是公开密钥加密与共享密钥加密相比，其处 理速度要慢。
所以应充分利用两者各自的优势，将多种方法组合起来用于通 信。在交换密钥环节使用公开密钥加密方式，之后的建立通信交 换报文阶段则使用共享密钥加密方式。
证明公开密钥正确性的证书
遗憾的是，公开密钥加密方式还是存在一些问题的。那就是无法证明 公开密钥本身就是货真价实的公开密钥。比如，正准备和某台服务器 建立公开密钥加密方式下的通信时，如何证明收到的公开密钥就是原 本预想的那台服务器发行的公开密钥。或许在公开密钥传输途中，真 正的公开密钥已经被攻击者替换掉了。
为了解决上述问题，可以使用由数字证书认证机构（CA，Certificate Authority）和其相关机关颁发的公开密钥证书。
数字证书认证机构处于客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构的 立场上。威瑞信（VeriSign）就是其中一家非常有名的数字证书认证 机构。我们来介绍一下数字证书认证机构的业务流程。首先，服务器 的运营人员向数字证书认证机构提出公开密钥的申请。数字证书认证 机构在判明提出申请者的身份之后，会对已申请的公开密钥做数字签 名，然后分配这个已签名的公开密钥，并将该公开密钥放入公钥证书 后绑定在一起。
服务器会将这份由数字证书认证机构颁发的公钥证书发送给客户端， 以进行公开密钥加密方式通信。公钥证书也可叫做数字证书或直接称 为证书。
接到证书的客户端可使用数字证书认证机构的公开密钥，对那张证书 上的数字签名进行验证，一旦验证通过，客户端便可明确两件事： 一，认证服务器的公开密钥的是真实有效的数字证书认证机构。二， 服务器的公开密钥是值得信赖的。
此处认证机关的公开密钥必须安全地转交给客户端。使用通信方式 时，如何安全转交是一件很困难的事，因此，多数浏览器开发商发布 版本时，会事先在内部植入常用认证机关的公开密钥。
HTTPS 的安全通信机制
为了更好地理解 HTTPS，我们来观察一下 HTTPS 的通信步骤。
步骤 1： 客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL 通信。报文中包 含客户端支持的 SSL 的指定版本、加密组件（Cipher Suite）列表（所 使用的加密算法及密钥长度等）。
步骤 2： 服务器可进行 SSL 通信时，会以 Server Hello 报文作为应 154 答。和客户端一样，在报文中包含 SSL 版本以及加密组件。服务器的 加密组件内容是从接收到的客户端加密组件内筛选出来的。
步骤 3： 之后服务器发送 Certificate 报文。报文中包含公开密钥证 书。
步骤 4： 最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端，最初阶 段的 SSL 握手协商部分结束。
步骤 5： SSL 第一次握手结束之后，客户端以 Client Key Exchange 报 文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-master secret 的随机密码串。该报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。
步骤 6： 接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。该报文会提 示服务器，在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret 密钥加密。
步骤 7： 客户端发送 Finished 报文。该报文包含连接至今全部报文的 整体校验值。这次握手协商是否能够成功，要以服务器是否能够正确 解密该报文作为判定标准。
步骤 8： 服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。
步骤 9： 服务器同样发送 Finished 报文。
步骤 10： 服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接 就算建立完成。当然，通信会受到 SSL 的保护。从此处开始进行应用 层协议的通信，即发送 HTTP 请求。
步骤 11： 应用层协议通信，即发送 HTTP 响应。
步骤 12： 最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close_notify 报 文。上图做
在以上流程中，应用层发送数据时会附加一种叫做 MAC（Message Authentication Code）的报文摘要。MAC 能够查知报文是否遭到篡 改，从而保护报文的完整性。
为什么不一直使用https?
为什么不一直使用 HTTPS 既然 HTTPS 那么安全可靠，那为何所有的 Web 网站不一直使用 HTTPS ？
其中一个原因是，因为与纯文本通信相比，加密通信会消耗更多的 CPU 及内存资源。如果每次通信都加密，会消耗相当多的资源，平 摊到一台计算机上时，能够处理的请求数量必定也会随之减少。 因此，如果是非敏感信息则使用 HTTP 通信，只有在包含个人信息 等敏感数据时，才利用 HTTPS 加密通信。 特别是每当那些访问量较多的 Web 网站在进行加密处理时，它们 所承担着的负载不容小觑。在进行加密处理时，并非对所有内容都 进行加密处理，而是仅在那些需要信息隐藏时才会加密，以节约资源
除此之外，想要节约购买证书的开销也是原因之一。
要进行 HTTPS 通信，证书是必不可少的。
而使用的证书必须向认 证机构（CA）购买。证书价格可能会根据不同的认证机构略有不 同。通常，一年的授权需要数万日元（现在一万日元大约折合 600 人民币）。
那些购买证书并不合算的服务以及一些个人网站，可能只会选择采 用 HTTP 的通信方式。
本文参考书籍《图解HTTP》，十分推荐。
