有了前面加密和哈希以及数字证书和数字签名两篇文章的铺垫，终于可以来认识HTTPS的核心所在了，SSL/TLS协议。本篇从SSL/TLS发展历史到握手以及传输的详细过程来讲解。
此篇文章的逻辑图

图0-0 此篇文章的逻辑图

SSL/TLS协议概览

SSL/TLS协议是什么

计算机网络的OSI七层模型和TCP/IP四层模型想必大家都知道。其中SSL/TLS是一种介与于传输层（比如TCP/IP）和应用层（比如HTTP）的协议。它通过"握手协议(Handshake Protocol)"和"传输协议(Record Protocol)"来解决传输安全的问题。SSL/TLS是一个可选层，没有它，使用HTTP也可以通信，它存在的目的就是为了解决安全问题，这也就是HTTPS相对于HTTP的精髓所在。

SSL/TLS协议发展历史

SSL/TLS协议发展历史参看下表，更详细的发展历史参看维基百科的SSL/TLS协议发展历史。

目前，应用最广泛的是TLS 1.0，接下来是SSL 3.0。但是，主流浏览器都已经实现了TLS 1.2的支持。值得一提的是iOS9的App，需将HTTP连接升级到HTTPS，并且TLS版本不得低于1.2(当然升级为HTTPS并非必须的)。

SSL/TLS运行过程

SSL/TLS运行过程概述

上面提到SSL/TLS有两个阶段握手协议和传输协议，握手协议就是建立起连接的过程，这个阶段采用非对称加密，这个过程完毕后会生成一个对话秘钥，从而传输协议过程，就是用这个对话秘钥使用对称加密进行传输。之所以这样做，是因为，非对称加密是很耗性能的。而握手协议过程中，使用数字证书保证了公钥的安全性。当然这个过程既可以双向证书验证，也可以只验证服务端的证书单向证书验证。这也是前两节所作的铺垫，不至于这儿看的太迷糊。

SSL/TLS运行过程详解

图2-0 SSL/TLS运行过程详解

结合上图(图2-0)，我来说明上图中一步步的都发生了什么？

客户端发出请求(Client Hello)

对应上图第一步，客户端发出请求，这一步客户端主要向服务端提供以下信息：

• 支持的SSL/TLS协议版本
• 支持的加密套件列表(cipher suite)
• 支持的压缩算法列表(compression methods)，用于后续的压缩传输
• 产生的一个随机数random_C(random number)，客户端有存留，稍后用于生成"对话密钥(session key)"

服务端回应(Server Hello)

收到客服端的请求之后，服务端向客户端回应以下信息：

• 根据客户端支持的SSL/TLS协议版本，和自己的比较确定使用的SSL/TLS协议版本，如果没有合适的，对话关闭
• 回应加密套件，压缩算法
• 产生的一个随机数random_S(random number)，服务端有存留，稍后用于生成"对话密钥(session key)"
• 服务端数字证书(证明自己的身份，传递公钥)
• 如果需要验证客户端，发出请求，要求客户端提供证书

客户端回应

客户端收到服务端的回应后，首先验证服务端的数字证书，如果证书没有问题继续下去，如果证书有问题，则会有相应提示，或者对话直接关闭。然后客户端在向服务端发送以下信息：

• 如果服务端有请求证书，发送自己的数字证书
• 在产生一个随机数pre-master key(random number)，并且用服务端数字证书中的公钥加密
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送

服务端最后的回应

如果有客户端的证书，就先验证客户端的证书

• 使用自己的私钥，对随机数pre-master key解密，这时客户端和服务端各自有了三个随机数，然后用原来协商的加密方式生成本次通话使用的会话密钥(session key)
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送

这时客户端和服务端都有了session key，然后握手协议阶段就结束了。下面开始使用session key对称加密数据，进行传输，就进入了下一个阶段，传输协议过程。

总结

这块的重点在与SSL/TSL协议的握手协议过程。在第三步，客户端验证证书的时候，如果服务端的证书在系统默认信任证书列表中(系统会默认信任一些CA认证中心的根证书)则会直接通过，如果没有在系统默认信任证书列表中，浏览器可能会弹窗让用户选择是否信任该证书，也有可能会直接关闭连接，提示用户，证书不可信。而在App内，如果想要信任未在系统信任列表中的证书，则需要在App内提前置入服务端证书，关于这一点有讲。而关于认证方式，大多数也都是采用的单向认证，也就是说仅仅认证服务端的证书，而像银行等机构则多使用双向认证的方式。

参考

• SSL/TLS协议运行机制的概述