详解HTTPS加密通信背后的技术原理及其在实际应用中的优势与挑战(详解http的session和cookie)

详解HTTPS加密通信背后的技术原理及其在实际应用中的优势与挑战（详解HTTP的Session和Cookie）

一、引言

随着互联网技术的不断发展，网络安全问题日益受到关注。
HTTPS作为一种广泛应用的加密通信协议，能够确保数据传输过程中的安全性和隐私性。
本文将详细解析HTTPS加密通信背后的技术原理，并探讨其在实践应用中的优势与挑战。
同时，我们还将对HTTP中的Session和Cookie机制进行深入解读。

二、HTTPS技术原理

HTTPS是在HTTP基础上通过SSL（Secure Sockets Layer）或TLS（Transport Layer Security）协议进行加密传输的协议。其主要技术原理包括以下几个方面：

1. 加密技术：HTTPS采用对称加密和非对称加密相结合的方式，确保数据在传输过程中的安全。对称加密用于在客户端和服务器之间建立加密通道，非对称加密则用于安全地交换对称加密的密钥。
2. 证书机制：HTTPS通过数字证书实现身份认证，确保通信双方的可信性。证书由权威证书机构（CA）签发，包含公钥、颁发者信息以及有效期等。
3. 安全握手过程：在HTTPS通信过程中，客户端与服务器通过一系列握手过程建立安全连接。在这个过程中，双方验证证书、交换密钥，并最终建立加密通道。

三、HTTPS的实际应用优势

HTTPS在实际应用中具有诸多优势，主要包括以下几点：

1. 数据安全性：HTTPS能够防止数据在传输过程中被窃取或篡改，确保数据的完整性和安全性。
2. 身份认证：通过数字证书机制，HTTPS能够确保通信双方的身份真实性，防止中间人攻击。
3. 提升搜索引擎优化（SEO）：由于HTTPS能够提高网站的安全性，搜索引擎对HTTPS网站的评价更高，有利于网站在搜索结果中的排名。
4. 提升用户体验：HTTPS能够提供更加安全的网络环境，增强用户对网站的信任度，从而提升用户的使用体验。

四、HTTPS的挑战与局限性

尽管HTTPS具有诸多优势，但在实际应用中也面临一些挑战与局限性：

1. 部署成本：相较于HTTP，HTTPS的部署需要更多的资源和成本，包括购买证书、配置服务器等。
2. 性能影响：由于HTTPS需要进行加密和解密操作，相对于HTTP，其性能会有所下降，可能导致网页加载速度变慢。
3. 安全性更新：随着网络安全威胁的不断演变，TLS协议需要不断更新以适应新的安全需求，这要求用户和开发者保持对最新安全标准的关注。

五、HTTP的Session和Cookie详解

HTTP的Session和Cookie是Web应用中实现用户状态管理的重要机制。

1. Session：Session是一种服务器端管理机制，用于跟踪用户的状态。当用户访问网站时，服务器为用户创建一个Session，并在其中保存用户的相关信息（如登录状态、购物车内容等）。Session信息通常保存在服务器端，通过SessionID进行标识。
2. Cookie：Cookie是一种由服务器发送到客户端的小段数据，用于在用户浏览不同页面时保存用户的状态信息。用户每次访问网站时，浏览器会将Cookie携带在HTTP请求中，以便服务器识别用户身份。Cookie可以用于实现如购物偏好、登录状态等功能。

六、结语

HTTPS作为现代网络安全的重要基石，其加密通信技术和身份认证机制确保了数据传输的安全性和隐私性。
尽管在实际应用中面临一些挑战与局限性，但随着技术的不断发展，HTTPS将越来越完善。
同时，HTTP的Session和Cookie机制为用户状态管理提供了有效的解决方案。
了解这些技术原理和应用场景有助于我们更好地应用网络技术和保障网络安全。

https如何进行加密传输

HTTPS在传输数据之前需要客户端（浏览器）与服务端（网站）之间进行一次握手，在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。 TLS/SSL协议不仅仅是一套加密传输的协议，更是一件经过艺术家精心设计的艺术品，TLS/SSL中使用了非对称加密，对称加密以及HASH算法。握手过程的具体描述如下：1.浏览器将自己支持的一套加密规则发送给网站。 2.网站从中选出一组加密算法与HASH算法，并将自己的身份信息以证书的形式发回给浏览器。证书里面包含了网站地址，加密公钥，以及证书的颁发机构等信息。 3.浏览器获得网站证书之后浏览器要做以下工作： a) 验证证书的合法性（颁发证书的机构是否合法，证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等），如果证书受信任，则浏览器栏里面会显示一个小锁头，否则会给出证书不受信的提示。 b) 如果证书受信任，或者是用户接受了不受信的证书，浏览器会生成一串随机数的密码，并用证书中提供的公钥加密。 c) 使用约定好的HASH算法计算握手消息，并使用生成的随机数对消息进行加密，最后将之前生成的所有信息发送给网站。 4.网站接收浏览器发来的数据之后要做以下的操作： a) 使用自己的私钥将信息解密取出密码，使用密码解密浏览器发来的握手消息，并验证HASH是否与浏览器发来的一致。 b) 使用密码加密一段握手消息，发送给浏览器。 5.浏览器解密并计算握手消息的HASH，如果与服务端发来的HASH一致，此时握手过程结束，之后所有的通信数据将由之前浏览器生成的随机密码并利用对称加密算法进行加密。这里浏览器与网站互相发送加密的握手消息并验证，目的是为了保证双方都获得了一致的密码，并且可以正常的加密解密数据，为后续真正数据的传输做一次测试。另外，HTTPS一般使用的加密与HASH算法如下：非对称加密算法：RSA，DSA/DSS对称加密算法：AES，RC4，3DESHASH算法：MD5，SHA1，SHA256

如何实现https加密传输

网站实现https加密传输，需要用到ssl证书，ssl证书由专门的数字证书管理机构CA颁发，如国内比较知名的沃通CA等，现在ssl证书成本比以前大大降低，甚至还有免费的ssl证书，比如沃通免费ssl证书，startssl证书，你可以申请测试，如果是个人网站，建议使用免费ssl，如果是企业网站或者涉及隐私信息的网站，建议使用高级别的OV或者EV SSL证书。

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。