探究HTTPS工作原理及其加密机制：深入理解HTTPS的工作层次与安全性

一、引言

随着互联网的普及和技术的飞速发展，网络安全问题日益受到人们的关注。
为了保护用户的数据安全和隐私，HTTPS作为一种安全通信协议，已经被广泛应用于网站数据传输、电子商务交易等领域。
本文将详细介绍HTTPS的工作原理及其加密机制，并探讨HTTPS工作在哪一层。

二、HTTPS概述

HTTPS是一种通过计算机网络进行安全通信的开放标准。
它是在HTTP协议基础上添加了SSL/TLS加密协议的一种应用层协议。
HTTPS协议可以对传输的数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。
同时，它还可以对服务器进行身份验证，防止用户受到中间人攻击。
因此，HTTPS广泛应用于网页浏览、文件传输、即时通讯等场景。

三、HTTPS工作原理

HTTPS的工作原理可以分为三个步骤：客户端请求、服务器响应和握手过程。
下面我们将逐一介绍这三个步骤。

1. 客户端请求：客户端（如浏览器）通过HTTPS协议向服务器发送请求。请求内容包括要访问的网页地址等。
2. 服务器响应：服务器接收到客户端的请求后，会对其进行分析处理，并将响应数据返回给客户端。在返回数据时，服务器会对数据进行加密处理。
3. 握手过程：在客户端和服务器之间建立SSL/TLS加密连接的过程中，会进行一系列的握手过程。这个过程涉及到证书验证、密钥协商等环节，以确保数据传输的安全性。

四、HTTPS加密机制

HTTPS的加密机制主要依赖于SSL/TLS协议。
SSL/TLS协议采用对称加密和非对称加密相结合的方式，确保数据传输的安全性和可靠性。
下面我们将详细介绍HTTPS的加密机制。

1. 对称加密：对称加密是指加密和解密使用相同的密钥。在HTTPS中，常用的对称加密算法包括AES、DES等。这些算法具有较高的加密强度，可以有效保护数据的安全性。
2. 非对称加密：非对称加密使用一对密钥，公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。在HTTPS中，常用的非对称加密算法包括RSA、ECC等。在握手过程中，服务器会向客户端展示自己的公钥证书，以证明自己的身份。
3. 数字证书：数字证书是证明公钥合法性和有效性的电子文档。它由证书颁发机构（CA）签发，包含服务器的名称、公钥、有效期等信息。在握手过程中，客户端会验证服务器的数字证书，以确保与服务器之间的通信安全。
4. 握手过程中的加密流程：在HTTPS的握手过程中，客户端和服务器会进行密钥协商和证书验证。服务器会向客户端展示自己的公钥证书；客户端会验证证书的合法性，并生成随机数和预主密钥；接着，服务器会利用自己的私钥对随机数进行加密处理，并返回给客户端；客户端利用收到的加密后的随机数和服务器的公钥生成共享的对称加密密钥，从而建立SSL/TLS加密连接。

五、HTTPS工作在哪一层？

HTTPS作为应用层协议，工作在OSI模型的应用层。
它是在HTTP协议的基础上添加了SSL/TLS加密协议，用于确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
因此，HTTPS的主要工作是在应用层进行数据的安全传输和处理。

六、结论

本文详细介绍了HTTPS的工作原理及其加密机制，并探讨了HTTPS工作在哪一层。
通过了解HTTPS的工作原理和加密机制，我们可以更好地理解其在网络安全领域的重要性。
随着网络安全问题的日益严重，HTTPS已经成为保护用户数据安全的重要手段之一。
因此，我们应该更加重视HTTPS的应用和推广，以提高网络安全水平。

https和SSL之间是什么关系？https访问时会把网址加密吗？域名所指向的IP呢？

首先，网络协议分为5层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层（由低到高排列）HTTPS是应用层协议（其实它并不是一种协议，准确的说），SSL也是应用层协议，但实际上工作在应用层和传输层之间，也就是说，HTTPS实际上是建立在SSL之上的HTTP协议（普通的HTTP协议是建立在TCP协议之上的），即，最上层的HTTP协议是保持不变的，区别只在HTTP和传输层的TCP协议之间是否加入了SSL层。 既然SSL是位于传输层和应用层之间的，那么它只能对本层和上层的数据进行加密，管不了下层，所以：HTTPS访问时网址（即请求的网页URL）是加密的，因为URL是HTTP协议数据报头的一部分，而HTTP位于SSL的上层，因此凡是HTTP协议所负责传输的数据就全部被加密了。

https和http的区别？

HTTP 属于超文本传输协议，用来在 Internet 上传送超文本，而 HTTPS 为安全超文本传输协议，在 HTTPS 基础上拥有更强的安全性，简单来说 HTTPS 是 HTTP 的安全版，是使用 TLS/SSL 加密的 HTTP 协议。

超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息，HTTP协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密，如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文，就可以直接读懂其中的信息，因此，HTTP协议不适合传输一些敏感信息，比如：信用卡号、密码等支付信息。

为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用另一种协议：安全套接字层超文本传输协议HTTPS，为了数据传输的安全，HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。

一、HTTP和HTTPS的基本概念

HTTP：是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准（TCP），用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。

HTTPS：是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版，即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容就需要SSL。

HTTPS协议的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。

二、HTTP与HTTPS有什么区别？

HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文的，因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全，为了保证这些隐私数据能加密传输，于是网景公司设计了SSL（Secure Sockets Layer）协议用于对HTTP协议传输的数据进行加密，从而就诞生了HTTPS。 简单来说，HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全。

HTTPS和HTTP的区别主要如下：

1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

2、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

3、http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

4、http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。

三、HTTPS的工作原理

我们都知道HTTPS能够加密信息，以免敏感信息被第三方获取，所以很多银行网站或电子邮箱等等安全级别较高的服务都会采用HTTPS协议。

客户端在使用HTTPS方式与Web服务器通信时有以下几个步骤，如图所示。

（1）客户使用https的URL访问Web服务器，要求与Web服务器建立SSL连接。

（2）Web服务器收到客户端请求后，会将网站的证书信息（证书中包含公钥）传送一份给客户端。

（3）客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级，也就是信息加密的等级。

（4）客户端的浏览器根据双方同意的安全等级，建立会话密钥，然后利用网站的公钥将会话密钥加密，并传送给网站。

（5）Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。

（6）Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

四、HTTPS的优点

尽管HTTPS并非绝对安全，掌握根证书的机构、掌握加密算法的组织同样可以进行中间人形式的攻击，但HTTPS仍是现行架构下最安全的解决方案，主要有以下几个好处：

（1）使用HTTPS协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；

（2）HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性。

（3）HTTPS是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。

（4）谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法，并称“比起同等HTTP网站，采用HTTPS加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。

五、HTTPS的缺点

虽然说HTTPS有很大的优势，但其相对来说，还是存在不足之处的：

（1）HTTPS协议握手阶段比较费时，会使页面的加载时间延长近50%，增加10%到20%的耗电；

（2）HTTPS连接缓存不如HTTP高效，会增加数据开销和功耗，甚至已有的安全措施也会因此而受到影响；

（3）SSL证书需要钱，功能越强大的证书费用越高，个人网站、小网站没有必要一般不会用。

（4）SSL证书通常需要绑定IP，不能在同一IP上绑定多个域名，IPv4资源不可能支撑这个消耗。

（5）HTTPS协议的加密范围也比较有限，在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面几乎起不到什么作用。 最关键的，SSL证书的信用链体系并不安全，特别是在某些国家可以控制CA根证书的情况下，中间人攻击一样可行。

六、http切换到HTTPS

如果需要将网站从http切换到https到底该如何实现呢？

这里需要将页面中所有的链接，例如js，css，图片等等链接都由http改为https。 例如：改为，这里虽然将http切换为了https，还是建议保留http。 所以我们在切换的时候可以做http和https的兼容，具体实现方式是，去掉页面链接中的http头部，这样可以自动匹配http头和https头。 例如：将改为//。 然后当用户从http的入口进入访问页面时，页面就是http，如果用户是从https的入口进入访问页面，页面即使https的。

http和https对系统有什么影响

（1）HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。 即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容就需要SSL。 它是一个URI scheme（抽象标识符体系），句法类同http:体系。 用于安全的HTTP数据传输。 https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间）。 这个系统的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通讯方法，现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。 （2）超文本传输协议 (HTTP-Hypertext transfer protocol) 是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。 （3）https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。 http是超文本传输协议，信息是明文传输，https 则是具有安全性的ssl加密传输协议 http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样,前者是80,后者是443。 http的连接很简单,是无状态的，HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议 ，要比http协议安全