怎么工作 HTTPS 为什么安全

不是怎么做，而是为什么安全

在网络领域遇到HTTPS时，我们看的是请求发出去、响应传回来的过程中，锁是按什么顺序挂上的。那是“怎么做”的视角。这里换成“为什么”的视角来看同一把锁：打开它，追问是什么挡住了什么，所以才值得信任。
一把锁要挡住的威胁有三种：假装成真网站的冒充，偷看来往内容的窃听，在半路改动内容的篡改。分别挡住这三种威胁的机制，一环扣一环地咬合在一起，就像一道门上同时装了猫眼、门锁和封条。

点一下两个视角比一比。网络领域看的是流程，也就是怎么做；这一课看的是安全的理由，也就是为什么。

流程告诉你动作的顺序，理由告诉你凭什么可以相信这些动作。两样都需要，不过这一课的主角是理由。
这个理由可以归成三个环。第一，确认对方真是那个网站。第二，安全地分好只有双方知道的钥匙。第三，用那把钥匙把内容锁上，并确认内容没被改过。三个环全部扣上，锁才真正起作用。

确认是不是真网站

第一个环是确认。挂锁之前，得先问一句：我现在真的在和那个网站说话吗？会不会是一个装成真网站的假货？
连接一开始，网站就把自己的证书发过来。浏览器像上一课看到的那样，核对链条能不能追到可信的根、签名对不对、证书上的域名和地址栏里的地址是否一致、有没有过期。全都对才进入下一步；只要有一样不对，就在这里停下，弹出警告。这一步就像进门前先看清来人的证件。

选一个网站，检查它的证书。担保对得上就通过，是假的就停下并弹出警告。

只有担保对得上的那一边亮绿灯通过，对不上的那一边亮红灯停下。外观仿得再像，也仿不了可信机构的签名，所以第一颗扣子只会扣在真网站身上。这就是挡住冒充的那一环。
不过，确认了对方是真的，对话并不会马上变安全。内容依然走在谁都能看到的路上。接下来该分只属于双方的钥匙了。

安全地分钥匙

第二个环是分钥匙。要想快速锁上内容，双方手里得各有一把相同的对称密钥。难的是，在可能有人偷看的路上，这把钥匙怎么分。
办法有两种。一种是浏览器做出对称密钥，用网站的公钥包好发过去，下面的演示就是这一种。另一种像密钥交换那一课讲的，双方交换公开的材料，一起做出同一个秘密。现在的连接大多用后一种，而且网站会用证书对应的私钥给自己那份材料签名，让半路的人没法调包。

依次点各个步骤，把钥匙分好。用公钥包好送出的钥匙，没有私钥就打不开，偷看的人只能空手而归。

顺着步骤走下来，双方拿到了同一把对称密钥。在半路盯着的人看到了那个包裹，可没有能打开它的私钥，只能空着手。秘密钥匙从没被单独寄出去，结果却只有双方握着它。
要是用一起做秘密的办法，还能再进一步：每次连接都做一个新秘密，用完就扔，所以就算日后网站的私钥泄露，过去的对话也解不开。现在该用这把钥匙锁上真正的对话了。

三个环扣上了

第三个环是上锁。用只有双方才有的对称密钥给来往的内容加密，在路上偷看的人只能看到一堆看不懂的字符。对称加密速度快，大文件和视频也能轻松锁上。
不光是上锁。每一段内容都附上一个用共享密钥算出的校验值一起发送，谁在半路哪怕只改一个字，校验值就对不上，收件方立刻就能发现。这种确认叫完整性。确认、分钥匙、加密加完整性，这三样一起扣上，锁才算锁住。

把三个环一个一个点上扣好。三个都扣上，冒充、窃听、篡改就全被挡住；只要有一个空着，锁就锁不上。

三个环全部扣上，锁就锁住了。冒充靠证书确认来挡，窃听靠加密来挡，篡改靠完整性校验来挡。每种威胁都有一个和它配对的环。
少了哪一个都不行。不确认就加密，等于和假网站非常安全地聊天；只确认不加密，内容就在路上一览无余。话说回来，锁也不是什么都能守住。偷看的人仍然能知道你连的是哪个网站、来往的数据大概有多少；诈骗网站也能为自己的域名正常拿到证书。锁的意思是对方是这个地址的主人，并不是说这个网站很诚实。

小结

归纳起来是这样：HTTPS是这个领域里学到的零件汇聚而成的锁。在网络领域我们看了流程，这里看了它为什么安全。安全来自三个环扣上：用证书确认是真网站，用公钥技术安全地分好双方专用的对称密钥，再用这把对称密钥加密内容，并用校验值确认完整性。
冒充、窃听、篡改，每个环挡住一种，三个一起扣上，锁才锁住。不过，锁守护的是来往的内容，管不到网站是否诚实。

依次点四个要点回顾一下：为什么安全、检查证书、安全地分钥匙、三个环扣上。

现在再看地址栏里那把小锁，感觉应该不一样了。它不只是一个图标，而是三个环全部扣上的承诺：用证书确认了对方，安全地分好了双方专用的钥匙，正在用这把钥匙锁着内容。
可是，锁守护的是已经打开的连接上的内容。那些压根不该放进来的连接，又由谁在门口挡住？下一课来看担当这份工作的防火墙。