一、TLS/SSL基础概念
1、概念
TLS传输层安全性协议（Transport Layer Security）
SSL安全套接层（Secure Sockets Layer）
目的：为互联网通信提供安全以及数据完整性保障。
HTTPS = HTTP + TLS/SSL
2. TLS/SSL功能实现
TLS/SSL的功能实现主要依赖三类基本算法：
非对称加密：身份认证和密钥协商
对称加密：采用协商的密钥对数据进行加密
3. 非对称加密
常见的RSA算法，还包括ECC、DH算法。
算法特点：密钥成对出现，一般分为公钥和密钥。
4. 对称加密
常见的AES-CBC、DES、3DES、AES-GCM等。信息的加密和解密都使用相同的米哟啊，掌握密钥才能获取信息。
在对称密钥中，信息安全的基础是保证密钥的安全。
5. Hash 散列函数
常见的MD5、SHA1、SHA256.
函数特点：函数单向不可逆、对输入非常敏感、输出长度固定，针对数据的任何修改都会改变散列函数的结果，用于防止信息纂改并验证数据的完整性。
散列函数不能单独实现信息防纂改，需要对信息进行加密传输。
二、密钥协商过程中存在的问题和解决的办法
使用非对称密钥与服务器进行通信，实现身份验证并协商对称加密使用的密钥
上图中的过程不安全
解决办法：
常见的方法为依靠中心化机构，包括对公钥基础设施PKI的使用。
PKI负责提供创建、吊销、分发以及更新密钥对与证书的服务。它需要一些证书颁发机构 CA (Certificate Authority) 才能运行。
三、TLS/SSL握手过程
1. client_hello
客户端发起请求，以明文传输请求信息
包含：
- TLS版本信息
- 客户端支持的加密套件cipher suites列表，每个加密套件对应TLS原理中的四个功能的组合：认证算法Au（身份验证）、密钥交换算法Key Exchange(密钥协商)、对称加密算法Enc（信息加密）和信息摘要Mac（完整性校验）。
- 支持压缩算法的compression methods列表，用于后续的信息压缩传输
- 随机数random_C，用于后续密钥的生成
- 扩展字段extensions
2. server_hello + server_certificate + server_hello_done
- server_hello，服务端返回协商的信息结果，包含TSL版本、选择的加密套件、选择的压缩算法、随机数random_S（用于后续的密钥协商）。
- server_certificates，服务器端配置对应的证书链，用于身份验证和密钥交换
- server_hello_done，通知客户端server_hello信息发送完毕
3. 证书校验
客户端验证证书的合法性，通过验证才会进行后续的通信，否则根据情况进行操作
4. client_key_exchange + change_cipher_spec + encrypted_hansshake_message
- client_key_exchange，合法性验证通过后，客户端计算随机数Pre-master，并用证书加密，发送给服务器。
- 客户端计算协商密钥：enc_key = Function（random_C,random_S,Pre_master）;
- change_cipher_spec,客户端通知服务器后续的通信都采用协商密钥和加密算法进行通信
- encrypted_handshake_message,结合之前所有通信参数的hash值与其他相关信息生成一段数据，采用协商密钥session secret与算法进行加密，发送给服务器进行验证
5. change_cipher_spec + encrypted_handshake_message
- 服务器用私钥解密加密的Pre-master数据，计算协商密钥enc_key = Function（random_C,random_S,Pre_master）
- 计算之前收到的所有信息的hash值，然后解密客户端发送的encrtpted_handshake_message，验证数据和密钥的正确性
- change_cipher_spec，客户端通知服务器后续的通信都采用协商密钥和加密算法进行通信
- encrypted_handshake_message，服务器也结合当前的通信参数信息生成一段数据并采用协商密钥session secret与算法加密并发送到客户端。
6. 握手结束
客户端计算所有接受信息的hash值，并用协商密钥解密encrypted_shakehand_message，验证服务器发送的数据和密钥，验证通过后握手完成。
7. 加密通信
开始使用协商密钥与算法进行加密通信。
四、数字签名
数字签名：发送报文时，发送方用一个哈希函数从报文文本中生成报文摘要，然后用发送方的私钥对摘要进行加密，成为该报文的数字签名。
数字签名与报文一起被发送方发送给接收方，接收方用与发送方一样的哈希函数从原始报文中计算出报文摘要，接着用公钥对报文附加的数字签名进行解密，若相同，则确认无误
数字签名的功效：
- 确认消息确实是由发送方签名并发送出来的
- 数字签名能确认消息的完整性