一、HTTPS如何避免中間人攻擊
為了避免中間人欺騙攻擊，需要服務(wù)器能夠向客戶(hù)端（瀏覽器）證明自己的身份。那么如何證明呢？
舉個(gè)例子，我們去坐飛機、坐火車(chē)，在進(jìn)站的時(shí)候需要出示自己的身份證來(lái)證明自己的身份。而這個(gè)身份證不是隨便誰(shuí)都可以頒發(fā)的，而是需要一個(gè)權威的機構來(lái)頒發(fā)，身份證就是我們國家的公安機關(guān)來(lái)頒發(fā)的，并且具有一定的防偽措施（暫時(shí)理解為絕對可靠的）。

那么，服務(wù)器的身份證是什么呢？答案就是我們下面要討論的CA證書(shū)，而CA證書(shū)的頒發(fā)機構就相當于公安機關(guān)，他是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)認可的一些機構（有多家）。下面我們就來(lái)了解一下CA證書(shū)以及CA機構。

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1.CA機構的根證書(shū)
CA機構可以對其他公司（服務(wù)器所屬公司）和提供的web服務(wù)（服務(wù)器）進(jìn)行證書(shū)簽發(fā)。而為這些服務(wù)器頒發(fā)證書(shū)需要有一個(gè)根證書(shū)。
根證書(shū)：
概念：根證書(shū)是未被簽名的公鑰證書(shū)或自簽名的證書(shū)。
什么意思呢？即CA認證機構的ROOT證書(shū)，實(shí)際上就是CA認證機構的相關(guān)信息加上他生成的一對非對稱(chēng)加密秘鑰中的公鑰。如下圖：
這個(gè)證書(shū)中包含CA機構的一個(gè)公鑰（CPK），還有CA機構的一些明文信息。對應的私鑰由CA機構自己妥善保存，用于為其他公司提供的web服務(wù)器簽發(fā)證書(shū)時(shí)加密簽名使用。
當我們認可一個(gè)CA機構時(shí)，就需要在瀏覽器中下載安裝該機構的根證書(shū)，一般瀏覽器會(huì )內置他所信任的CA機構根證書(shū)（所以一般不會(huì )手動(dòng)去安裝）。

也就是說(shuō)，我們的瀏覽器（客戶(hù)端）中已經(jīng)有CA機構的根證書(shū)了（這個(gè)很重要，后面會(huì )使用到它），CA機構自己保留著(zhù)CSK（私鑰）。

2.CA證書(shū)和申請流程
當一個(gè)公司想提供一個(gè)HTTPS的服務(wù)器，則需要在互聯(lián)網(wǎng)認可的幾家CA認證機構中選擇一家來(lái)申請CA證書(shū)。
首先，我們看一下CA證書(shū)的結構（以百度為例）：
首先，百度生成一對非對稱(chēng)秘鑰（包含公鑰和私鑰），私鑰（SK）自己保存，而公鑰（PK）提供給CA機構，同時(shí)提供自己公司和提供服務(wù)的相關(guān)信息。
CA機構收到申請后，大概執行以下操作：
1）對該公司以及服務(wù)進(jìn)行核實(shí)，確認是否滿(mǎn)足申請條件
2）將公鑰和所有其他明文信息使用HASH算法（例如MD5算法）進(jìn)行散列，得到一個(gè)散列值（也叫信息摘要），這個(gè)散列值主要用于以后判斷信息是否被篡改（例如公鑰被篡改，則散列值會(huì )改變）
3）將生產(chǎn)的散列值，使用CA機構的私鑰進(jìn)行加密（CSK私鑰），得到一個(gè)數字簽名
4）將百度提供的公鑰、信息、數字簽名形成一個(gè)CA證書(shū)，頒發(fā)給百度，放到服務(wù)器中
3.瀏覽器從服務(wù)器獲取證書(shū)
此時(shí)，瀏覽器在與服務(wù)器建立HTTPS連接的時(shí)候，服務(wù)器會(huì )將CA證書(shū)發(fā)送給瀏覽器。
瀏覽器拿到這個(gè)CA證書(shū)后，會(huì )做如下操作：
1）先查看CA證書(shū)中關(guān)于CA機構的信息，然后從瀏覽器安裝的根證書(shū)中找到對應的CPK（如果沒(méi)有，則提示證書(shū)有問(wèn)題）
2）使用CPK對數字簽名進(jìn)行解密，得到HASH散列值（摘要）
3）使用與CA機構相同的HASH算法（例如MD5）對CA證書(shū)中的PK和明文信息進(jìn)行HASH散列，得到自己算出來(lái)的散列值
4）對比解密得到的散列值與自己計算出來(lái)的散列值是否相同，如果相同則認為CA證書(shū)沒(méi)有被篡改過(guò)，如果不相同，則提示證書(shū)有問(wèn)題
5）在CA證書(shū)無(wú)誤的情況下，證書(shū)中的PK（即百度的公鑰）也是合法可用的，后面就可以使用這個(gè)公鑰來(lái)加密key了（對稱(chēng)加密的秘鑰，或秘鑰的一部分）
這里其實(shí)已經(jīng)回答了如何避免中間人欺騙攻擊這個(gè)問(wèn)題了：
因為如果中間人修改了CA證書(shū)中的PK或其他任何信息，那么客戶(hù)端計算出的HASH值一定和解密出來(lái)的HASH值不一樣（或無(wú)法解密）。
二、HTTPS的整體流程
既然已經(jīng)搞清楚了CA機構、CA證書(shū)、對稱(chēng)加密、非對稱(chēng)加密、HASH散列，那么我們將其流程竄起來(lái)就是HTTPS的工作流程了，如圖：
流程解析，前提是已經(jīng)建立了TCP連接：
1）客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送Client Hello，其中包含一個(gè)隨機數1（Random1），還有客戶(hù)端支持的加密方式（一個(gè)列表），如下所示：
2）服務(wù)器返回Server Hello，包含random2隨機數，和選定的加密方式，如下所示：
3）服務(wù)器發(fā)送CA證書(shū)給客戶(hù)端，如下所示：
4）驗證證書(shū)合法性，即解密數字簽名，計算HASH值，然后進(jìn)行對比
5）驗證通過(guò)后，客戶(hù)端生成一個(gè)random3隨機數，并連同random1和random2（之前通訊時(shí)發(fā)送給服務(wù)器的random1，以及服務(wù)器發(fā)送給客戶(hù)端的random2），計算出一個(gè)key值（就是后面進(jìn)行對稱(chēng)加密用的key）。
6）使用CA證書(shū)中的PK，對random3進(jìn)行加密（key的一部分，并非key本身，因為黑客也可能拿到證書(shū)中的PK），并發(fā)送給服務(wù)器。
7）服務(wù)器收到加密后的random3，使用SK（證書(shū)中公鑰PK對應的私鑰，在百度服務(wù)器上保存著(zhù)）解密，得到random3。
8）同樣使用random1、random2和random3計算一個(gè)key值，計算方式是大家協(xié)商好的，所以計算出的key值和客戶(hù)端計算出的key值應該是一樣的。這個(gè)key就是對稱(chēng)加密使用的秘鑰。
9）客戶(hù)端通過(guò)key對數據進(jìn)行加密，發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器使用key解密數據。
10）服務(wù)器通過(guò)key對數據進(jìn)行加密，發(fā)送給客戶(hù)端，客戶(hù)端使用key解密數據。