9-2019053448-张强-HTTPS协议分析1

HTTPS协议是互联网上广泛使用的安全通信协议，它在HTTP的基础上增加了SSL/TLS协议来实现数据传输的安全性。本实验主要目的是理解和分析HTTPS协议的工作原理，以及SSL协议栈中的握手过程。 HTTPS协议的主要目的是确保网络通信的隐私和完整性，它通过SSL/TLS协议在客户端（如浏览器）和服务器之间建立一个加密的通道。HTTPS使用端口443，与HTTP的80端口不同，它需要服务器拥有由权威证书颁发机构（CA）签发的数字证书，以证明服务器的身份。 SSL/TLS协议栈位于TCP协议和应用层之间，由SSL记录协议层和SSL握手协议层构成。记录协议层负责将上层数据进行分块、压缩、计算消息验证码、加密并添加记录头，然后发送。而握手协议层则负责协商通信双方的加密算法、创建共享密钥以及身份认证。 SSL握手协议主要包括以下四个阶段： 1. 初始化阶段：客户端首先发送`ClientHello`消息，包含支持的协议版本、加密套件和压缩方法。服务器回应`ServerHello`，选择最优的协议版本和加密套件。 2. 认证阶段：服务器可能发送自己的证书（包含公钥），并可请求客户端证书。如果需要，客户端会发送包含其公钥的证书，并发送一个加密的消息，包含握手过程的摘要，以验证客户端的身份。 3. 密钥协商阶段：客户端生成一个预主密钥（pre-master-secret），并使用服务器公钥加密后发送给服务器。服务器解密得到pre-master-secret，然后双方使用此密钥和初始的随机数生成主密钥（master-secret）。 4. 握手终止：服务器和客户端通过`ChangeCipherSpec`消息通知对方，后续通信将使用master-secret进行加密，并各自发送一个`Finished`消息，确认握手过程完成，至此安全通道建立完毕。 HTTP协议是无状态的，每次请求和响应都是独立的，而HTTPS在HTTP之上增加了加密和身份验证机制，使得通信更加安全。HTTP的工作流程包括：服务器监听80端口等待连接，浏览器发起请求并建立TCP连接，服务器响应请求，然后关闭连接。 在HTTPS中，由于有SSL/TLS协议的介入，HTTP请求和响应会在加密的通道中传输，确保了数据的隐私性。在实际的网络环境中，HTTPS协议的应用有助于防止中间人攻击、数据篡改等安全威胁，保护用户的个人信息和交易安全。