以图文的方式解锁 HTTPS原理，10分钟还原HTTPS真相

本文将带你逐步探索HTTPS的设计过程，以帮助我们理解为何它最终呈现为我们所见的模样。但请注意，这里的描述并不代表现实中HTTPS的真实设计流程。希望你在阅读本文时，能够暂时放下对HTTPS的既有认知，以便更好地跟随我们的“还原”之旅。

我们的故事不是从HTTP或HTTPS开始，而是从一个简单的聊天软件说起。想象一下，我们想要实现这样一个功能：用户A能够发送一条“hello”消息给用户B。

在这个聊天软件的实现过程中，我们仅关注安全性问题。我们需要确保：

A发送给B的“hello”消息，即使被中间人截获，他们也无法知晓消息的内容。

那么，如何实现真正的通信安全呢？

很多人可能会立刻想到各种加密算法，如对称加密、非对称加密、DES、RSA等。我认为首先我们需要理解我们面临的问题本质——什么是安全？

我的理解是：A与B之间的通信内容，应该只有A和B能够查看和了解。

好的，问题定义明确后（现实中可能有更多的定义和复杂性），我们可以开始考虑解决方案。最直观的想法当然是对消息进行加密。

只有这一种方法吗？也许将来会出现新的技术或物质，打破现有的通信假设，实现更为出色的保密效果。

对于A与B之间这种简单的通信模型，我们的选择相对明确：

使用对称加密算法是个不错的选择，其中密钥S同时负责加密和解密工作。具体技术细节在此不做详述。

只要这个密钥S不被第三方获取，并且足够安全，那么我们就解决了我们定义的问题。因为世界上只有A和B能理解和解密他们之间的消息。

在WWW这样的复杂环境下，Web服务器的通信模型更为复杂：

如果服务器对所有客户端通信都使用相同的对称加密算法，那等同于没有加密。那么，如何在保持对称加密算法使用的又避免密钥公开呢？请读者稍作思考。

答案是：Web服务器与每个客户端使用不同的对称加密算法。

但问题是，如何确定使用哪种对称加密算法呢？这就需要通过协商来确定。协商过程本身需要加密，以防止被中间人拦截。这就需要利用非对称加密来对协商过程进行加密。非对称加密的特点在于：私钥加密后的密文只有公钥可以解密，而公钥加密后的密文只有私钥可以解密。私钥只有服务器拥有，公钥则可以发给所有客户端。这样，虽然服务器向客户端的方向仍然存在一定的风险，但客户端向服务器的方向已经足够安全了。至此，关于如何协商加密算法的问题已经解决：使用非对称加密来协商对称加密算法的使用。

那么，你是否开始理解为什么HTTPS需要同时使用对称和非对称加密算法了呢？

关于协商什么加密算法的问题，为了达到让每个客户端每次与服务器交互时都使用不同的对称加密算法的目的，同时确保第三方无法知道具体的算法，我们可以使用随机数来生成对称加密算法。这样确保了每次交互都是全新的加密策略。HTTPS的握手阶段会生成多个随机数。你了解这个设计的原理了吗？接下来我们再深入探讨关于如何安全地获取公钥的问题。细心的读者可能会注意到，在使用非对称加密算法时，客户端需要事先拥有公钥才能进行加密操作。那么如何确保客户端能够安全地获取到公钥呢？这里有几个可能的方案：一是服务器将公钥发送给每个客户端；二是服务器将公钥放置在一个远程服务器上供客户端请求获取。我们选择第一种方案是因为它避免了额外的请求和处理公钥放置问题的复杂性。但是新的问题出现了：如果服务器发送公钥给客户端的过程中被中间人篡改了怎么办？这是一个复杂的问题需要解决以确保通信的安全性和完整性。总的来说HTTPS的设计是一个复杂而精妙的过程涉及到许多技术和策略的结合以确保网络通信的安全性和隐私性通过本文的还原过程我们可以更深入地理解HTTPS的工作原理和设计思想为未来的网络安全研究提供有益的启示和思考方向解决鸡生蛋蛋生鸡难题：使用第三方机构的公钥保障公钥安全传输

在密码学中，身份验证是一个核心问题。当客户端无法确认返回公钥的究竟是真正的服务器还是中间人时，就会出现公钥被调包的问题。面对这样的挑战，我们该如何解决？

如果你熟悉HTTPS，可能会想到使用数字证书来解决。但在这里，我们需要探索一种全新的解决方案，抛却已有的知识束缚。数字证书的本质是什么？我们能否找到一种方法，确保公钥安全地从服务器传输到客户端？

我的解决方案是这样的：既然公钥传输过程本身存在安全隐患，那么我们为何不再对这个过程进行加密呢？这里又出现了一个问题：我们是选择对称加密还是非对称加密？这就好像陷入了一个“鸡生蛋蛋生鸡”的循环难题。

问题的关键在于，如果我们选择直接将公钥传递给客户端，始终无法解决公钥被中间人调包的问题。我们不能简单地将服务器的公钥直接传给客户端。为了解决这个问题，我们引入了第三方机构的参与。

第三方机构使用其私钥对我们的公钥进行加密，然后再传输给客户端。这样，即使信息在传输过程中被拦截，没有第三方机构私钥的中间人也无法篡改信息。当客户端收到加密的公钥后，再使用第三方机构的公钥进行解密，从而获取原始服务器的公钥。这个过程确保了公钥的安全传输。

我们可以将这个解决方案形象地称为“数字证书”。这个证书中只包含服务器交给第三方机构的公钥，并且这个公钥已经被第三方机构的私钥加密。通过这种方式，我们成功地解决了鸡生蛋蛋生鸡的难题，确保了网络通信的安全性。