HTTPS协议简介
HTTPS(HyperText Transfer Protocol Secure, 超文本傳輸安全協議)：是一種透過計算機網絡進行安全通信的傳輸協議。HTTPS經由HTTP進行通信，但利用SSL/TLS來加密數據包。HTTPS開發的主要目的，是提供對網站服務器的身份認證，保護交換數據的隱私與完整性。這個協議由網景公司(Netscape)在1994年首次提出，隨后擴展到互聯網上。
歷史上，HTTPS連接經常用于萬維網上的交易支付和企業信息系統中敏感信息的傳輸。在2000年代晚期和2010年代早期，HTTPS開始廣泛使用于保護所有類型網站上的網頁真實性，保護賬戶和保持用戶通信，身份和網絡瀏覽的私密性。
HTTPS的主要思想：是在不安全的網絡上創建一安全信道，并可在使用適當的加密包和服務器證書可被驗證且可被信任時，對竊聽和中間人攻擊提供合理的防護。
HTTPS的信任繼承基于預先安裝在瀏覽器中的證書頒發機構(如Symantec、Comodo、GoDaddy和GlobalSign等)(意即”我信任證書頒發機構告訴我應該信任的”)。因此，一個到某網站的HTTPS連接可被信任，當且僅當：
(1). 用戶相信他們的瀏覽器正確實現了HTTPS且安裝了正確的證書頒發機構；
(2). 用戶相信證書頒發機構僅信任合法的網站；
(3). 被訪問的網站提供了一個有效的證書，意即，它是由一個被信任的證書頒發機構簽發的(大部分瀏覽器會對無效的證書發出警告)；
(4). 該證書正確地驗證了被訪問的網站(如，訪問https://example.com 時收到了給example.com而不是其它組織的證書）；
(5). 或者互聯網上相關的節點是值得信任的，或者用戶相信本協議的加密層(TLS或SSL)不能被竊聽者破壞。
HTTPS不應與在RFC 2660中定義的安全超文本傳輸協議(S-HTTP)相混淆。
瀏覽器實現：當連接到一個提供無效證書的網站時，較舊的瀏覽器會使用一對話框詢問用戶是否繼續，而較新的瀏覽器會在整個窗口中顯示警告；較新的瀏覽器也會在地址欄中凸顯網站的安全信息(如，擴展驗證證書在Firefox里會使地址欄出現綠鎖標志）。Google Chrome、Internet Explorer、Firefox等瀏覽器在網站含有由加密和未加密內容組成的混合內容時，會發出警告。
HTTPS與HTTP的差異：與HTTP的URL由”http://”起始且默認使用端口80不同，HTTPS的URL由”https://”起始且默認使用端口443。HTTP是不安全的，且攻擊者通過監聽和中間人攻擊等手段，可以獲取網站帳戶和敏感信息等。HTTPS被設計為可防止前述攻擊，并在正確配置時被認為是安全的。
協議層：HTTP協議和安全協議同屬于應用層(OSI模型的最高層)，具體來講，安全協議工作在HTTP之下，運輸層之上：安全協議向運行HTTP的進程提供一個類似于TCP的套接字，供進程向其中注入報文，安全協議將報文加密并注入運輸層套接字；或是從運輸層獲取加密報文，解密后交給對應的進程。嚴格地講，HTTPS并不是一個單獨的協議，而是對工作在一加密連接(TLS或SSL)上的常規HTTP協議的稱呼。
HTTPS報文中的任何東西都被加密，包括所有報頭和荷載。除了可能的選擇密文攻擊之外，一個攻擊者所能知道的只有在兩者之間有一連接這一事實。
服務器設置：要使一網絡服務器準備好接受HTTPS連接，管理員必須創建一數字證書，并交由證書頒發機構簽名以使瀏覽器接受。證書頒發機構會驗證數字證書持有人和其聲明的為同一人。瀏覽器通常都預裝了證書頒發機構的證書，所以他們可以驗證該簽名。
(1). 獲得證書：由證書頒發機構簽發的證書有免費的，也有每年收費數美元到數千美元不等的。一個組織也可能有自己的證書頒發機構，尤其是當設置瀏覽器來訪問他們自己的網站時(如，運行在公司或學校局域網內的網站)。他們可以容易地將自己的證書加入瀏覽器中。
(2). 作為訪問控制：HTTPS也可被用作客戶端認證手段來將一些信息限制給合法的用戶。要做到這樣，管理員通常會給每個用戶創建證書(通常包含了用戶的名字和電子郵件地址)。這個證書會被放置在瀏覽器中，并在每次連接到服務器時由服務器檢查。
(3). 當私鑰失密時：證書可在其過期前被吊銷，通常情況是該證書的私鑰已經失密。較新的瀏覽器如Google Chrome、Firefox、Opera和運行在Windows Vista上的Internet Explorer都實現了在線證書狀態協議(OCSP)以排除這種情形：瀏覽器將網站提供的證書的序列號通過OCSP發送給證書頒發機構，后者會告訴瀏覽器證書是否還是有效的。
局限：TLS有兩種策略：簡單策略和交互策略。交互策略更為安全，但需要用戶在他們的瀏覽器中安裝個人的證書來進行認證。不管使用了哪種策略，協議所能提供的保護總強烈地依賴于瀏覽器的實現和服務器軟件所支持的加密算法。
HTTPS并不能防止站點被網絡蜘蛛抓取。在某些情形中，被加密資源的URL可僅通過截獲請求和響應的大小推得，這就可使攻擊者同時知道明文(公開的靜態內容)和密文(被加密過的明文)，從而使選擇密文攻擊成為可能。
因為SSL在HTTP之下工作，對上層協議一無所知，所以SSL服務器只能為一個IP地址/端口組合提供一個證書。這就意味著在大部分情況下，使用HTTPS的同時支持基于名字的虛擬主機是不很現實的。一種叫域名指示(SNI)的方案通過在加密連接創建前向服務器發送主機名解決了這一問題。Firefox 2、Opera 8和運行在Windows Vista的Internet Explorer 7都加入了對SNI的支持。
因為HTTPS連接所用的公鑰以明文傳輸，因此中國大陸的防火長城可以對特定網站按照匹配的黑名單證書，通過偽裝成對方向連接兩端的計算機發送RST包干擾兩臺計算機間正常的TCP通訊，以打斷與特定IP地址之間的443端口握手，或者直接使握手的數據包丟棄，導致握手失敗，從而導致TLS連接失敗。這也是一種互聯網信息審查和屏蔽的技術手段。
HTTPS是以安全為目標的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎是SSL。凡是使用了HTTPS的網站，都可以通過點擊瀏覽器地址欄的鎖頭標志來查看網站認證之后的真實信息，也可以通過CA機構頒發的安全簽章來查詢。
HTTP協議被用于在Web瀏覽器和網站服務器之間傳遞信息。HTTP協議以明文方式發送內容，不提供任何方式的數據加密，如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網站服務器之間的傳輸報文，就可以直接讀懂其中的信息，因此HTTP協議不適合傳輸一些敏感信息，比如信用卡號、密碼等。為了數據傳輸的安全，HTTPS在HTTP的基礎上加入了SSL協議，SSL依靠證書來驗證服務器的身份，并為瀏覽器和服務器之間的通信加密。
不使用SSL/TLS的HTTP通信，就是不加密的通信，所有信息明文傳播，帶來三大風險：(1). 竊聽風險：第三方可以獲知通信內容；(2). 篡改風險：第三方可以修改通信內容；(3). 冒充風險：第三方可以冒充他人身份參與通信。
SSL/TLS協議的基本思路是采用公鑰加密法，也就是說，客戶端先向服務器端索要公鑰，然后用公鑰加密信息，服務器收到密文后，用自己的私鑰解密。
HTTP/2協議只有在HTTPS環境下才會生效。
傳輸層安全性協議(Transport Layer Security，TLS)，及其前身安全套接層(Secure Sockets Layer，SSL)是一種安全協議，目的是為互聯網通信提供安全及數據完整性保障。網景公司(Netscape)在1994年推出首版網頁瀏覽器，網景導航者時，推出HTTPS協議，以SSL進行加密，這是SSL的起源。IETF將SSL進行標準化，1999年公布第一版TLS標準文件。隨后又公布RFC 5246(2008年8月)與RFC 6176(2011年3月)。在瀏覽器、郵箱、即時通信、VoIP、網絡傳真等應用程序中，廣泛支持這個協議。主要的網站，如Google、Facebook等也以這個協議來創建安全連線，發送數據。目前已成為互聯網上保密通信的工業標準。
SSL包含記錄層(Record Layer)和傳輸層，記錄層協議確定傳輸層數據的封裝格式。傳輸層安全協議使用X.509認證，之后利用非對稱加密演算來對通信方做身份認證，之后交換對稱密鑰作為會談密鑰(Session key)。這個會談密鑰是用來將通信兩方交換的數據做加密，保證兩個應用間通信的保密性和可靠性，使客戶與服務器應用之間的通信不被攻擊者竊聽。
TLS協議采用主從式架構模型，用于在兩個應用程序間透過網絡創建起安全的連線，防止在交換數據時受到竊聽及篡改。
TLS協議的優勢是與高層的應用層協議(如HTTP、FTP、Telnet等)無耦合。應用層協議能透明地運行在TLS協議之上，由TLS協議進行創建加密通道需要的協商和認證。應用層協議傳送的數據在通過TLS協議時都會被加密，從而保證通信的私密性。
TLS協議是可選的，必須配置客戶端和服務器才能使用。主要有兩種方式實現這一目標：一個是使用統一的TLS協議通信端口(例如：用于HTTPS的端口443)；另一個是客戶端請求服務器連接到TLS時使用特定的協議機制(例如：郵件、新聞協議和STARTTLS)。一旦客戶端和服務器都同意使用TLS協議，他們通過使用一個握手過程協商出一個有狀態的連接以傳輸數據。通過握手，客戶端和服務器協商各種參數用于創建安全連接：
(1). 當客戶端連接到支持TLS協議的服務器要求創建安全連接并列出了受支持的密碼組合(加密密碼算法和加密哈希函數)，握手開始。
(2). 服務器從該列表中決定加密和散列函數，并通知客戶端。
(3). 服務器發回其數字證書，此證書通常包含服務器的名稱、受信任的證書頒發機構(CA)和服務器的公鑰。
(4). 客戶端確認其頒發的證書的有效性。
(5). 為了生成會話密鑰用于安全連接，客戶端使用服務器的公鑰加密隨機生成的密鑰，并將其發送到服務器，只有服務器才能使用自己的私鑰解密。
(6). 利用隨機數，雙方生成用于加密和解密的對稱密鑰。
這就是TLS協議的握手，握手完畢后的連接是安全的，直到連接(被)關閉。如果上述任何一個步驟失敗，TLS握手過程就會失敗，并且斷開所有的連接。
SSL(Secure Sockets Layer)是網景公司(Netscape)設計的主要用于Web的安全傳輸協議，這種協議在Web上獲得了廣泛的應用。SSL 1.0版本從未公開過，因為存在嚴重的安全漏洞。SSL 2.0在1995年2月發布，已于2011年棄用。SSL 3.0在1996年發布，已于2015年棄用。較新版本的SSL/TLS基于SSL 3.0。
IETF將SSL標準化，即RFC 2246，并將其稱為TLS。從技術上講，TLS 1.0與SSL 3.0的差異非常微小。TLS 1.0在1996年發布，計劃于2020年棄用。TLS 1.1在RFC 4346中定義，于2006年4月發表，計劃于2020年棄用。TLS 1.2在RFC 5246中定義，于2008年8月發表。TLS 1.3在RFC 8846中定義，于2018年8月發布。
密鑰交換和密鑰協商：在客戶端和服務器開始交換TLS所保護的加密信息之前，他們必須安全地交換或協定加密密鑰和加密數據時要使用的密碼。用于密鑰交換的方法包括：使用RSA算法生成公鑰和私鑰(在TLS握手協議中被稱為TLS_RSA)，Diffie-Hellman(在TLS握手協議中被稱為TLS_DH)，臨時Diffie-Hellman(在TLS握手協議中被稱為TLS_DHE)，橢圓曲線迪菲-赫爾曼(在TLS握手協議中被稱為TLS_ECDH)，臨時橢圓曲線Diffie-Hellman(在TLS握手協議中被稱為TLS_ECDHE)，匿名Diffie-Hellman(在TLS握手協議中被稱為TLS_DH_anon)和預共享密鑰(在TLS握手協議中被稱為TLS_PSK)。TLS_DH_anon和TLS_ECDH_anon的密鑰協商協議不能驗證服務器或用戶，因為易受中間人攻擊因此很少使用。只有TLS_DHE和TLS_ECDHE提供前向保密能力。在交換過程中使用的公鑰/私鑰加密密鑰的長度和在交換協議過程中使用的公鑰證書也各不相同，因而提供的強健性的安全。2013年7月，Google宣布向其用戶提供的TLS加密將不再使用1024位公鑰并切換到2048位，以提高安全性。
數據完整性：消息認證碼(MAC)用于對數據完整性進行認證。HMAC用于CBC模式的塊密碼和流密碼，AEAD用于身份驗證加密，例如GCM模式和CCM模式。
在應用程序設計中，TLS通常在傳輸層協議之上實現，加密協議的所有協議相關數據，如HTTP，FTP，SMTP，NNTP和XMPP。
大多數SSL和TLS編程庫都是自由及開放源代碼軟件，如：
(1). Botan：是一個用C++11實現的加解密庫，License為BSD-2-Clause，code下載地址為https://libraries.io/github/randombit/botan；
(2). OpenSSL：TSL/SSL加解密庫，License為Apache License，code下載地址為https://github.com/openssl/openssl；
簡單郵件傳輸協議(SMTP)也可以通過TLS保護，這些應用程序使用公開密鑰認證來驗證端點的身份。
SSL協議的工作方式：客戶端要收發幾個握手信號：
(1). 發送一個”ClientHello”消息，內容包括：支持的協議版本，比如TLS1.0版，一個客戶端生成的隨機數(稍后用于生成”會話密鑰”)，支持的加密算法(如RSA公鑰加密)和支持的壓縮算法。
(2). 然后收到一個”ServerHello”消息，內容包括：確認使用的加密通信協議版本，比如TLS 1.0版本(如果瀏覽器與服務器支持的版本不一致，服務器關閉加密通信)，一個服務器生成的隨機數(稍后用于生成”對話密鑰”)，確認使用的加密方法(如RSA公鑰加密)，服務器證書。
(3). 當雙方知道了連接參數，客戶端與服務器交換證書(依靠被選擇的公鑰系統)。這些證書通?；赬.509，不過已有草案支持以OpenPGP為基礎的證書。
(4). 服務器請求客戶端公鑰。客戶端有證書即雙向身份認證，沒證書時隨機生成公鑰。
(5). 客戶端與服務器通過公鑰保密協商共同的主私鑰(雙方隨機協商)，這通過精心謹慎設計的偽隨機數功能實現。結果可能使用Diffie-Hellman交換，或簡化的公鑰加密，雙方各自用私鑰解密。所有其他關鍵數據的加密均使用這個”主密鑰”。數據傳輸中記錄層(Record layer)用于封裝更高層的HTTP等協議。記錄層數據可以被隨意壓縮、加密，與消息驗證碼壓縮在一起。每個記錄層包都有一個Content-Type段用以記錄更上層用的協議。
TLS利用密鑰算法在互聯網上提供端點身份認證與通訊保密，其基礎是公鑰基礎設施。不過在實現的典型例子中，只有網絡服務者被可靠身份驗證，而其客戶端則不一定。這是因為公鑰基礎設施普遍商業運營，電子簽名證書通常需要付費購買。協議的設計在某種程度上能夠使主從架構應用程序通訊本身預防竊聽、干擾和消息偽造。
TLS包含三個基本階段：
(1). 對等協商支持的密鑰算法
(2). 基于非對稱密鑰的信息傳輸加密和身份認證、基于PKI證書的身份認證
(3). 基于對稱密鑰的數據傳輸保密
在第一階段，客戶端與服務器協商所用密碼算法。當前廣泛實現的算法選擇如下：
(1). 公鑰私鑰非對稱密鑰保密系統：RSA、Diffie-Hellman、DSA;
(2). 對稱密鑰保密系統：RC2、RC4、IDEA、DES、Triple DES、AES以及Camellia；
(3). 單向散列函數：MD5、SHA1以及SHA256。
TLS/SSL有多樣的安全保護措施：所有的記錄層數據均被編號，用于消息驗證碼校驗。
以上整理的內容主要來自：維基百科_SSL??維基百科_HTTPS?阮一峰的網絡日志
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總結
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