深度探究其HTTPS应用的安全机制 (探究深究)

深度探究HTTPS应用的安全机制

随着互联网技术的不断发展，网络安全问题越来越受到人们的关注。
作为当今互联网上最广泛使用的安全协议之一，HTTPS协议已经深入应用于人们的日常生活中，广泛应用于各种场景如电子商务交易、社交媒体交流等。
HTTPS协议通过加密技术保护数据的传输安全，从而确保用户隐私和信息安全。
本文将深度探究HTTPS应用的安全机制。

一、HTTPS协议概述

HTTPS协议是以HTTP协议为基础，通过SSL（SecureSockets Layer）或TLS（Transport Layer Security）协议对传输数据进行加密的一种安全协议。
在HTTPS协议中，客户端与服务器之间的通信内容会被加密，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
同时，HTTPS协议还能够验证服务器的身份，确保用户访问的站点是合法可信的。

二、HTTPS的安全机制

1. 数据加密

HTTPS协议采用对称加密和非对称加密技术相结合的方式，确保数据的传输安全。
在客户端与服务器进行通信时，首先使用对称加密算法生成一对密钥，对传输的数据进行加密和解密。
通过非对称加密算法交换对称加密的密钥，以保证密钥传输的安全性。
这种方式不仅保证了数据的机密性，也保证了数据的完整性。

2. 身份验证

HTTPS协议能够验证服务器的身份，确保用户访问的站点是合法可信的。
在客户端访问服务器时，服务器会提供一个数字证书，以证明其身份。
数字证书包含了服务器的公钥、证书颁发机构等信息。
客户端会对数字证书进行验证，确保服务器的可信度。
如果服务器提供的数字证书不被信任或者被篡改，客户端将会提示警告并阻止用户继续访问。

3. 安全握手过程

在HTTPS协议的通信过程中，客户端与服务器之间需要进行安全握手过程。
握手过程中，客户端会向服务器发送随机数和其他数据，服务器也会向客户端发送自己的数字证书等信息。
双方通过对这些信息进行交换和验证，确定使用何种加密算法和密钥进行通信，以保证通信的安全性。

三、HTTPS的应用场景

HTTPS协议广泛应用于各种场景，如电子商务交易、社交媒体交流等。
在电子商务交易中，用户的个人信息和交易数据需要得到保护，HTTPS协议的应用能够确保用户信息的安全传输和交易的安全性。
在社交媒体交流中，用户的个人信息和聊天记录也需要得到保护，HTTPS协议的应用能够保护用户的隐私信息不被泄露或被恶意利用。
网上银行、在线支付等涉及金钱交易和敏感信息的场景也需要使用HTTPS协议进行数据传输和保护。

四、HTTPS的挑战与未来发展趋势

虽然HTTPS协议已经广泛应用于互联网安全领域，但仍面临着一些挑战和问题。
例如，部分网站仍使用HTTP协议进行数据传输，用户的隐私和信息安全无法得到保障；一些恶意攻击者会利用HTTPS协议的漏洞进行攻击；数字证书的管理和信任问题也需要得到重视和解决。

未来，随着物联网、云计算等技术的不断发展，HTTPS协议将面临更多的应用场景和挑战。
需要不断完善HTTPS协议的安全机制和技术，提高数据传输的安全性和可靠性；需要加强数字证书的管理和信任体系建设；同时还需要加强网络安全意识的普及和教育，提高用户的安全意识和防范能力。

HTTPS协议作为当今互联网上最广泛使用的安全协议之一，其安全机制的应用对于保护用户隐私和信息安全具有重要意义。
我们需要深度探究和理解HTTPS的安全机制，加强网络安全建设，提高数据传输的安全性和可靠性。

如何撰写研究性学习课题方案

【摘要】课题方案是研究性学习的重要环节，能为研究者提供明确而可操作的程序。课题方案主要包括研究背景、目的意义、实施计划、预期成果等部分。课题方案一般以表格形式呈现。撰写课题方案时要注意科学性、可行性和过程性。【关键词】研究性学习；课题方案；格式；注意事项课题方案的制定是课题研究的必要条件，不仅为研究者提供了明确的、可操作的程序，而且为这些程序的操作提供可靠的方法，是课题研究的“蓝图”。科学研究是一个广泛收集信息，并通过分析、加工、处理得出有助于认识、解决相应问题的结论过程。由于师生的知识结构和科学素养的限制，对课题研究往往停留在经验层次上，而忽略了科研的根本环节（信息的即时收集、分析、加工和处理工作）。因此，重视课题方案的设计，对于保证研究的规范性，提高科学研究质量具有重要意义。一、课题方案的内容课题方案包括研究背景、目的意义、成员分工、实施计划、可行性论证、预期成果及其表达形式等，其中实施计划是课题方案的主要部份。研究背景即提出问题，阐述为什么要研究该课题的原因。研究背景包括理论背景和现实需要。还要综述国内外关于同类课题研究的现状：①人家在研究什么、研究到什么程度？②找出你想研究而别人还没有做的问题。 ③他人已做过，你认为做得不够（或有缺陷），提出完善的想法或措施。 ④别人已做过，你重做实验来验证。目的意义是指通过该课题研究将解决什么问题（或得到什么结论），而这一问题的解决（或结论的得出）有什么意义。有时将研究背景和目的意义合二为一。成员分工应是指课题组成员在研究过程中所担负的职责。实施计划是课题方案的核心部分，它主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。研究内容是指可操作的东西，一般包括几个层次：⑴研究方向。 ⑵子课题（数目和标题）。 ⑶与研究方案有关的内容，即要通过什么、达到什么等等。研究方法要写明是文献研究还是实验、调查研究？若是调查研究是普调还是抽查？如果是实验研究，要注明有无对照实验和重复实验。实施计划要详细写出每个阶段的时间安排、地点、任务和目标、由谁负责。若外出调查，要列出调查者、调查对象、调查内容、交通工具、调查工具等。如果是实验研究，要写出实验内容、实验地点、器材。实施计划越具体，越容易操作。可行性论证是指课题研究所需的条件，即研究所需的信息资料、实验器材、研究经费、学生的知识水平和技能及教师的指导能力。另外，还应提出该课题目前已做了哪些工作，还存在哪些困难和问题，在哪些方面需要得到学校和老师帮助等等。预期成果一般是论文或调查（实验）报告等形式，。成果表达方式是通过文字、图片、实物和多媒体等形式来表现。二、课题方案的格式一般用表格形式呈现，也可用其它方式表达（详见附件：研究性学习课题“平昌县资源调查及经济前景展望”的课题方案）。三、撰写课题方案的注意事项一要注意可行性。课题方案要详细、明了，研究方法和步骤要具备可操作性。实施计划要写得具体、翔实，各研究阶段时间安排要合理、充裕，课内时间一般用于选题、搜集资料、交流展示，而调查、实验、材料处理、论文撰写尽量安排在课外；若是实验研究要考虑重复实验，以排除偶然因素的干扰。研究方法的选择要根据课题内容、学生认知水平及教师的指导能力来确定。资料搜集和实验尽量在校内完成。二要注意科学性。课题方案要体现出立意新颖、结构严谨、行文流畅等特点。提出问题和目的意义要与预期结果相吻合；方案中各部分切忌张冠李戴；获得的信息资料和提出的观点要客观真实，经得起推敲。三要注意过程性。整个研究过程必须在课题方案中体现出来，如研究内容、研究方法、研究步骤（选题→开题→资料搜集→实施→结题→交流展示→研究后反思）和预期结果等等。

怎样在应用程序中使用SSL

HTTPS实际是SSL over HTTP, 该协议通过SSL在发送方把原始数据进行加密，在接收方解密，因此，所传送的数据不容易被网络黑客截获和破解。本文介绍HTTPS的三种实现方法。方法一静态超链接这是目前网站中使用得较多的方法，也最简单。在要求使用SSL进行传输的Web网页链接中直接标明使用HTTPS协议，以下是指向需要使用SSL的网页的超链接：SSL例子需要说明的是，在网页里的超链接如果使用相对路径的话，其默认启用协议与引用该超链接的网页或资源的传输协议相同，例如在某超链接“”的网页中包含如下两个超链接：SSL链接非SSL链接那么，第一个链接使用与“”相同的传输协议HTTPS，第二个链接使用本身所标识的协议HTTP。使用静态超链接的好处是容易实现，不需要额外开发。然而，它却不容易维护管理; 因为在一个完全使用HTTP协议访问的Web应用里，每个资源都存放在该应用特定根目录下的各个子目录里，资源的链接路径都使用相对路径，这样做是为了方便应用的迁移并且易于管理。但假如该应用的某些资源要用到HTTPS协议，引用的链接就必须使用完整的路径，所以当应用迁移或需要更改URL中所涉及的任何部分如：域名、目录、文件名等，维护者都需要对每个超链接修改，工作量之大可想而知。再者，如果客户在浏览器地址栏里手工输入HTTPS协议的资源，那么所有敏感机密数据在传输中就得不到保护，很容易被黑客截获和篡改！方法二资源访问限制为了保护Web应用中的敏感数据，防止资源的非法访问和保证传输的安全性，Java Servlet 2.2规范定义了安全约束（Security-Constraint）元件，它用于指定一个或多个Web资源集的安全约束条件；用户数据约束（User-Data-Constraint）元件是安全约束元件的子类，它用于指定在客户端和容器之间传输的数据是如何被保护的。用户数据约束元件还包括了传输保证（Transport-Guarantee）元件，它规定了客户机和服务器之间的通信必须是以下三种模式之一：None、Integral、Confidential。 None表示被指定的Web资源不需要任何传输保证；Integral表示客户机与服务器之间传送的数据在传送过程中不会被篡改; Confidential表示数据在传送过程中被加密。大多数情况下，Integral或Confidential是使用SSL实现。这里以BEA的WebLogic Server 6.1为例介绍其实现方法，WebLogic是一个性能卓越的J2EE服务器，它可以对所管理的Web资源，包括EJB、JSP、Servlet应用程序设置访问控制条款。假设某个应用建立在Weblogic Server里的/mywebAPP目录下，其中一部分Servlets、JSPs要求使用SSL传输，那么可将它们都放在/mywebAPP/sslsource/目录里，然后编辑/secureAPP/Web-INF/文件，通过对的设置可达到对Web用户实现访问控制。当Web用户试图通过HTTP访问/sslsource目录下的资源时，Weblogic Server就会查找里的访问约束定义，返回提示信息：Need SSL connection to access this resource。资源访问限制与静态超链接结合使用，不仅继承了静态超链接方法的简单易用性，而且有效保护了敏感资源数据。然而，这样就会存在一个问题：假如Web客户使用HTTP协议访问需要使用SSL的网络资源时看到弹出的提示信息: Need SSL connection to access this resource，大部分人可能都不知道应该用HTTPS去访问该网页，造成的后果是用户会放弃访问该网页，这是Web应用服务提供商不愿意看到的事情。方法三链接重定向综观目前商业网站资源数据的交互访问，要求严格加密传输的数据只占其中一小部分，也就是说在一个具体Web应用中需要使用SSL的服务程序只占整体的一小部分。那么，我们可以从应用开发方面考虑解决方法，对需要使用HTTPS协议的那部分JSPs、Servlets或EJBs进行处理，使程序本身在接收到访问请求时首先判断该请求使用的协议是否符合本程序的要求，即来访请求是否使用HTTPS协议，如果不是就将其访问协议重定向为HTTPS，这样就避免了客户使用HTTP协议访问要求使用HTTPS协议的Web资源时，看到错误提示信息无所适从的情况，这些处理对Web客户来说是透明的。实现思想是：首先创建一个类，该类方法可以实现自动引导Web客户的访问请求使用HTTPS协议，每个要求使用SSL进行传输的Servlets或JSPs在程序开始时调用它进行协议重定向，最后才进行数据应用处理。 J2EE提供了两种链接重定向机制。第一种机制是RequestDispatcher接口里的forward()方法。使用MVC(Model-View-Controller)机制的Web应用通常都使用这个方法从Servlet转移请求到JSP。但这种转向只能是同种协议间的转向，并不能重定向到不同的协议。第二种机制是使用HTTPServletReponse接口里的sendRedirect()方法，它能使用任何协议重定向到任何URL，例如(“”);此外，我们还需使用到Java Servlet API中的两个方法：ServletRequest接口中的getScheme()，它用于获取访问请求使用的传输协议；HTTPUtils类中的getRequestUrl()，它用于获取访问请求的URL，要注意的是该方法在Servlet 2.3中已被移到HTTPServletRequest接口。以下是实现协议重定向的基本步骤：1. 获取访问的请求所使用的协议；2. 如果请求协议符合被访问的Servlet所要求的协议，就说明已经使用HTTPS协议了，不需做任何处理；3. 如果不符合，使用Servlet所要求的协议(HTTPS)重定向到相同的URL。例如，某Web用户使用HTTP协议访问要求使用HTTPS协议的资源BeSslServlet，敲入“URL：”，在执行BeSslServlet时首先使用ProcessSslServlet．processSsl（）重定向到，然后 BeSslServlet与客户浏览器之间就通过HTTPS协议进行数据传输。以上介绍的仅是最简单的例子，是为了对这种重定向的方法有个初步的认识。假如想真正在Web应用中实现，还必须考虑如下几个问题：● 在Web应用中常常会用到GET或Post方法，访问请求的URL中就会带上一些查询字串，这些字串是使用getRequesUrl()时获取不到的，而且在重定向之后会丢失，所以必须在重定向之前将它们加入到新的URL里。我们可以使用()来获取GET的查询字串，对于Post的Request参数，可以把它们转换成查询串再进行处理。 ● 某些Web应用请求中会使用对象作为其属性，必须在重定向之前将这些属性保存在该Session中，以便重定向后使用。 ● 大多数浏览器会把对同一个主机的不同端口的访问当作对不同的主机进行访问，分用不同的Session，为了使重定向后保留使用原来的Session，必须对应用服务器的Cookie 域名进行相应的设置。以上问题均可在程序设计中解决。通过程序自身实现协议重定向，就可以把要求严格保护的那部分资源与其他普通数据从逻辑上分开处理，使得要求使用SSL的资源和不需要使用SSL的资源各取所需，避免浪费网站的系统资源。

如何通过HTTPS方式访问web service

web service在企业应用中常常被用作不同系统之间的接口方式。但是如果没有任何安全机制的话，显然是难以委以重任的。比较直接的web service加密方式就是使用HTTPS方式(SSL证书加密)加密连接，并且只允许持有信任证书的客户端连接，即SSL双向认证。这样就保证了连接来源的可信度以及数据在传输过程中没有被窃取或篡改。通过HTTPS加密方式访问web service具体方法如下：【准备工作】(1)检查JDK的环境变量是否正确。本文使用JDK 1.6(2)准备web服务器，这里选用TOMCAT 6.0(3)准备web service服务端和客户端。【生成证书】这里用到的文件，这里存放在D:/SSL/文件夹内，其中D:/SSL/server/内的文件是要交给服务器用的，D:/SSL/client/内的文件是要交给客户端用的。 1生成服务端证书开始-运行-CMD-在dos窗口执行下执行命令：keytool -genkey -v -aliastomcat -keyalg RSA -keystore D:/SSL/server/ -dnameCN=127.0.0.1,OU=zlj,O=zlj,L=Peking,ST=Peking,C=CN -validity 3650-storepass zljzlj -keypass zljzlj说明：keytool 是JDK提供的证书生成工具，所有参数的用法参见keytool –help-genkey 创建新证书-v 详细信息-alias tomcat 以”tomcat”作为该证书的别名。这里可以根据需要修改-keyalg RSA 指定算法-keystoreD:/SSL/server/ 保存路径及文件名-dnameCN=127.0.0.1,OU=zlj,O=zlj,L=Peking,ST=Peking,C=CN 证书发行者身份，这里的CN要与发布后的访问域名一致。但由于这里是自签证书，如果在浏览器访问，仍然会有警告提示。真正场景中建议申请CA机构(wosign)签发的SSL证书更安全。 -validity 3650证书有效期，单位为天-storepass zljzlj 证书的存取密码-keypass zljzlj 证书的私钥2 生成客户端证书执行命令：keytool ‐genkey ‐v ‐aliasclient ‐keyalg RSA ‐storetype PKCS12 ‐keystore D:/SSL/client/client.p12 ‐dnameCN=client,OU=zlj,O=zlj,L=bj,ST=bj,C=CN ‐validity 3650 ‐storepassclient ‐keypass client说明：参数说明同上。这里的-dname 证书发行者身份可以和前面不同，到目前为止，这2个证书可以没有任何关系。下面要做的工作才是建立2者之间的信任关系。 3 导出客户端证书执行命令：keytool ‐export ‐aliasclient ‐keystore D:/SSL/client/client.p12 ‐storetype PKCS12 ‐storepass client‐rfc ‐file D:/SSL/client/说明：-export 执行导出-file 导出文件的文件路径4 把客户端证书加入服务端证书信任列表执行命令：keytool ‐import ‐aliasclient ‐v ‐file D:/SSL/client/ ‐keystoreD:/SSL/server/ ‐storepass zljzl说明：参数说明同前。这里提供的密码是服务端证书的存取密码。 5 导出服务端证书执行命令：keytool -export -aliastomcat -keystore D:/SSL/server/ -storepass zljzlj -rfc -fileD:/SSL/server/说明：把服务端证书导出。这里提供的密码也是服务端证书的密码。 6 生成客户端信任列表执行命令：keytool -import -fileD:/SSL/server/ -storepass zljzlj -keystoreD:/SSL/client/ -alias tomcat –noprompt说明：让客户端信任服务端证书【配置服务端为只允许HTTPS连接】1 配置Tomcat 目录下的/conf/代码：<Connectorport=8443 protocol=HTTP/1.1 SSLEnabled=truemaxThreads=150 scheme=https secure=trueclientAuth=true sslProtocol=TLSkeystoreFile=D:/SSL/server/ keystorePass=zljzljtruststoreFile=D:/SSL/server/ truststorePass=zljzlj />说明：在里面这段内容本来是被注释掉的，如果想使用https的默认端口443，请修改这里的port参数。其中的clientAuth=true 指定了双向证书认证。