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互联网|万字长文拿下HTTPS，面试不再慌！( 七 )


如果 CA 失误或者被欺骗 ， 签发了错误的证书 ， 虽然证书是真的 ， 可它代表的网站却是假的 。
还有一种更危险的情况 ， CA 被黑客攻陷 ， 或者 CA 有恶意 ， 因为它（即根证书）是信任的源头 ， 整个信任链里的所有证书也就都不可信了 。
这两种事情并不是耸人听闻 ， 都曾经实际出现过 。 所以需要再给证书体系打上一些补丁 。

针对第一种 ， 开发出了 CRL（证书吊销列表 ， Certificate revocation list）和 OCSP（在线证书状态协议 ， Online Certificate Status Protocol） ， 及时废止有问题的证书 。
对于第二种因为涉及的证书太多 ， 就只能操作系统或者浏览器从根上下狠手了 ， 撤销对 CA 的信任 ， 列入黑名单 ， 这样它颁发的所有证书就都会被认为是不安全的 。
我们来看一下 Github 的数字证书长什么样子：
互联网|万字长文拿下HTTPS，面试不再慌！
本文插图
证书上的信息可以得知：类型是 EV ， 拥有最高权威认证；过期时间；证书所属组织；证书签发机构 。

TLS 协议的组成
当你在浏览器地址栏里键入 HTTPS 开头的 URI ， 再按下回车 ， 会发生什么呢？
浏览器首先要从 URI 里提取出协议名和域名 。
因为协议名是 HTTPS ， 所以浏览器就知道了端口号是默认的 443 ， 它再用 DNS 解析域名 ， 得到目标的 IP 地址 ， 然后就可以使用三次握手与网站建立 TCP 连接了 。
在 HTTP 协议里 ， 建立连接后 ， 浏览器会立即发送请求报文 。 但现在是 HTTPS 协议 ， 它需要再用另外一个握手过程 ， 在 TCP 上建立安全连接 ， 之后才是收发 HTTP 报文 。
这个握手过程与 TCP 有些类似 ， 是 HTTPS 和 TLS 协议里最重要、最核心的部分 。

在讲 TLS 握手之前 ， 先简单介绍一下 TLS 协议的组成 。
TLS 包含几个子协议 ， 你也可以理解为它是由几个不同职责的模块组成 ， 比较常用的有：记录协议、警报协议、握手协议、变更密码规范协议等 。
记录协议（Record Protocol）规定了 TLS 收发数据的基本单位：记录（record） 。
它有点像是 TCP 里的 segment ， 所有的其他子协议都需要通过记录协议发出 。
但多个记录数据可以在一个 TCP 包里一次性发出 ， 也并不需要像 TCP 那样返回 ACK 。
警报协议（Alert Protocol）的职责是向对方发出警报信息 ， 有点像是 HTTP 协议里的状态码 。
比如 ， protocol_version 就是不支持旧版本 ， bad_certificate 就是证书有问题 ， 收到警报后另一方可以选择继续 ， 也可以立即终止连接 。
握手协议（Handshake Protocol）是 TLS 里最复杂的子协议 ， 要比 TCP 的 SYN/ACK 复杂的多 ， 浏览器和服务器会在握手过程中协商 TLS 版本号、随机数、密码套件等信息 ， 然后交换证书和密钥参数 ， 最终双方协商得到会话密钥 ， 用于后续的混合加密系统 。
变更密码规范协议（Change Cipher Spec Protocol） ， 它非常简单 ， 就是一个通知 ， 告诉对方 ， 后续的数据都将使用加密保护 。 那么反过来 ， 在它之前 ， 数据都是明文的 。

下面的这张图简要地描述了 TLS 的握手过程 ， 其中每一个框都是一个记录 ， 多个记录组合成一个 TCP 包发送 。
所以 ， 最多经过两次消息往返（4 个消息）就可以完成握手 ， 然后就可以在安全的通信环境里发送 HTTP 报文 ， 实现 HTTPS 协议 。
在 TCP 完成三次握手建立连接之后 ，HTTPS 开始加密认证握手流程 。 TLS 的握手过程如下：
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本文插图
以上过程我们可以使用 wireShark 抓包工具看到 。

在 TCP 建立连接之后 ， 浏览器会首先发一个 client_hello 消息 ， 里面有客户端的版本号、支持的密码套件 ， 还有一个随机数（Client Random） ， 用于后续生成会话密钥：


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