其實，我對https以前只有一個大概的了解，最近工作中遇到一個問題從而將https協議做了一個徹底的學習和認知，下邊介紹一下我的個人認識，我不一定按照很官方的語句去表達，本人喜歡用通俗易懂的語言描述問題，目的是讓人理解 那么，首先，https協議是什么，一句話，https=http+ssl安全傳輸協議+ca身份認證；https是http的安全版，它不僅涵蓋http協議，而且加入了ssl安全加密傳輸協議保證數據傳輸的安全性，ca身份認證則驗證服務器域名是否是真實可靠的?

1，下面，用一幅圖展示一下https建立連接的整個過程

①客戶端的瀏覽器向服務器傳送客戶端SSL 協議的版本號，加密算法的種類，產生的隨機數，以及其他服務器和客戶端之間通訊所需要的各種信息。

②服務器向客戶端傳送SSL 協議的版本號，加密算法的種類，隨機數以及其他相關信息，同時服務器還將向客戶端傳送自己的證書。

③客戶利用服務器傳過來的信息驗證服務器的合法性，服務器的合法性包括：證書是否過期，發行服務器證書的CA 是否可靠，發行者證書的公鑰能否正確解開服務器證書的“發行者的數字簽名”，服務器證書上的域名是否和服務器的實際域名相匹配。如果合法性驗證沒有通過，通訊將斷開；如果合法性驗證通過，將繼續進行第四步。

④用戶端隨機產生一個用于后面通訊的“對稱密碼”，然后用服務器的公鑰（服務器的公鑰從步驟②中的服務器的證書中獲得）對其加密，然后傳給服務器。

⑤服務器用私鑰解密“對稱密碼”(此處的公鑰和私鑰是相互關聯的，公鑰加密的數據只能用私鑰解密，私鑰只在服務器端保留。然后用其作為服務器和客戶端的“通話密碼”加解密通訊。同時在SSL 通訊過程中還要完成數據通訊的完整性，防止數據通訊中的任何變化。

⑥客戶端向服務器端發出信息，指明后面的數據通訊將使用的步驟⑤中的主密碼為對稱密鑰，同時通知服務器客戶端的握手過程結束。

⑦服務器向客戶端發出信息，指明后面的數據通訊將使用的步驟⑤中的主密碼為對稱密鑰，同時通知客戶端服務器端的握手過程結束。

⑧SSL 的握手部分結束，SSL 安全通道的數據通訊開始，客戶和服務器開始使用相同的對稱密鑰進行數據通訊，同時進行通訊完整性的檢驗。

這里有幾個問題：?（1）請注意第2步時，當服務器給客戶端返回自己的證書時，證書包含三部分內容，公鑰、名稱、數字簽名等信息；注意數字簽名是加密的，數字簽名是用頒發機構的私鑰對本證書的公鑰，名稱以及其他信息做hash散列加密而成的，所以客戶端需要解密數字簽名來驗證該證書是否是合法可靠的，那怎么解密呢，客戶端瀏覽器會找到該證書的根證書頒發機構，然后在本機上的證書管理器里尋找?那些受信任的根證書頒發機構列表是否有該證書的根證書頒發機構，如果有，則用該根證書的公鑰解密服務器下發的證書?a,如果不能正常解密，則服務器下發的證書則被認為是偽造的，瀏覽器彈出提示框?b,如果能正常解密，則獲取到公鑰，名稱，數字簽名信息跟本身的公鑰等其他信息比對一下，確認公鑰沒有被篡改，如果公鑰不一致，則依然被認為是不可信的?因此客戶端驗證服務器的合法性取決于公鑰，而公鑰的合法性取決于ca證書頒發機構的合法性，這里會形成一個信任鏈，而終點則是CA根證書，根證書是CA機構自己辦法給自己的，根證書是一個特殊的數字證書，公鑰是公開的，而私鑰是被CA機構保存在硬件中的，所以證書的安全性取決于你對該CA機構的信任，反過來說，加入CA機構的密鑰被竊取，那么該CA機構頒發的所有證書將會存在災難性安全問題；?就像你驗證身份證是否真實，肯定去公安局驗證，那么誰來保證公安局是合法可靠的呢，沒人能保證，公安局自己生命自己是合法可靠的，就這么簡單?（2）ok，上邊扯了那么多，無為就為了一個目的，客戶端根據服務器下發的證書驗證了服務器是真實可靠的，然后進入第3步，客戶端生成一個密鑰，就是對稱加密算法的密鑰用于加密后續的數據傳輸?

總結一下，https傳輸在建立連接時使用的是非對稱加密算法，一旦連接建立完成，有后續的通訊則使用了對稱加密算法，這樣做的好處是有利于數據傳輸效率，眾所周知非對稱加密算法的性能很差勁，你懂得。?

2，好了，上邊我們介紹了https的通信流程，那么對于https通信是否就真的很安全呢，這種協議是否有問題呢，例如服務器證書是否可以被偽造呢，客戶端是否有可能被欺騙呢，答案是肯定的，我們接下來介紹幾種常見的攻擊手段。

1）一個合法有效的SSL證書誤簽發給了假冒者

這是一種由于證書認證機構工作出現疏忽、流程不完善而出現的證書被錯誤簽發的情形。其主要原因是證書認證機構在簽發SSL服務器證書前，沒有認真鑒別證書申請者提交的身份信息的真偽，或者沒有通過安全可靠的方式驗證、確認申請者就是他提供的身份材料中所聲稱的那個人。比如，假冒者提供了虛假的營業執照、組織機構代碼證書、域名注冊文件等， ? ? ? 而證書認證機構沒有或沒能夠鑒別出假冒者提供的身份信息的真偽，把一個合法有效的證書簽發給了假冒者；再比如，假冒者向證書認證機構提交了其他網站擁有者的有效身份資料，如營業執照、組織機構代碼證、域名注冊文件（這些資料，假冒者有時可通過合法的途徑獲得），而證書認證機構沒有通過安全、可靠的途徑驗證、確認證書申請者確實是其聲稱的人 ? ? ? ? 本人（或聲稱的機構本身），把本屬于另一個合法有效的網站的服務器證書簽發給了假冒網站。無論何種情形，假冒者都可以利用用戶對服務器證書的信任進行網絡欺詐活動。

2）破解SSL證書簽發CA的私鑰

如果SSL證書簽發CA的密鑰對的安全強度不夠（密鑰長度太短），或者是一個弱密鑰對，或者其產生方式有規律可循（不是完全隨機產生的），那么，就可能造成CA私鑰被破解，假冒者就可以用被破解的CA的私鑰生成、簽發合法、有效的SSL服務器證書。

但在實際中，只要CA的密鑰對有足夠的長度、按完全隨機的方式產生、且避開弱密鑰對，則CA的私鑰是根本無法破解的，或者破解的成本極高，完全超過了破解可能帶來的好處。

3）SSL證書簽發CA的私鑰泄露

證書認證機構由于管理不善，或者使用了不安全的密碼設備，導致簽發SSL證書的CA私鑰被泄露，從而使得假冒者可以利用它簽發合法有效的SSL證書。

這種情況可以通過加強認證機構的安全管理，使用安全可靠的密碼設備來避免。

4）破解SSL證書的私鑰

目前的SSL證書主要是基于RSA公開密鑰算法，對這個算法的攻擊目前除了蠻力攻擊外，還沒有有效的方法。但是，如果SSL證書密鑰對的安全強度不夠（密鑰長度不夠），或者是一個弱密鑰對，或者其產生方式不是完全隨機的，那么，就可能造成SSL證書的私鑰被破解，假冒者就可以將該SSL證書及其被破解的私鑰安裝在假冒網站上進行欺詐活動（SSL證書本身是公開的，可以很容易地得到）。

在實際應用中，只要SSL證書密鑰對有足夠的長度、按完全隨機的方式產生、且避開弱密鑰對，則SSL證書的私鑰是根本無法破解的，或者破解的成本極高，完全超過了破解可能帶來的好處。

在討論、分析SSL證書私鑰破解的風險時，我們需要提到一個人們常常關心的問題。我們知道，出于管理的規范性、品牌、知名度等原因，目前國內　　的SSL證書主要由國外的認證機構簽發，對此，人們會有這種疑問和擔心，“如果SSL證書由國外認證機構簽發，那么，是否會導致SSL證書的密鑰　　對容易被國外敵對機構破解、或竊取”？要回答這個問題，我們必須先了解SSL證書的密鑰對是怎樣產生的，以及私鑰是怎樣保存的。

實際上，SSL證書的密鑰對是由網站擁有者通過Web服務器軟件自己產生并保存在Web服務器軟件的密鑰庫中，或者在Web服務器軟件使用的SSL加速卡（加密硬件）中產生并保存在加密硬件中；客戶申請簽發SSL證書時，證書請求中只包含有公鑰，不包含私鑰，私鑰是不會傳送到證書認證機構的。因此，SSL證書的密鑰對是否會被破解完全取決于密鑰對的長度是否足夠長、產生的密鑰對是否是弱密鑰對、以及密鑰對的產生是否有規律可循（即是否是完全隨機產生的），與SSL證書是由國內還是國外認證機構簽發的沒有關系；私鑰是否會被竊取、泄露，完全取決于SSL證書客戶采取的私鑰保護安全措施。當然，從陰謀論的角度，由于目前的Web服務器軟件大多來自國外，它們留有后門，從而產生弱密鑰對，或者留有后門，使得密鑰對的產生有規律可循，這也是可能的，但這與SSL證書是由國內還是國外認證機構簽發的沒有關系。

5）SSL證書的私鑰泄露

SSL證書的私鑰通常是安裝在Web服務器上的，如果沒有采取足夠的安全措施對私鑰進行安全保護，則有可能導致私鑰被泄露，比如，從Web服務器中導出。

在實際中，只要通過適當的安全管理措施和技術手段，就能有效地防止SSL證書的私鑰被泄露。比如，只允許安全可信的人員訪問Web服務器并采取雙人（或多人）控制的訪問方式，并禁止SSL證書私鑰導出，或者給SSL證書私鑰加上口令保護且對口令進行分割保存（將口令分割給多個可信人員，每個人僅擁有分割后口令的一部分），又或者將SSL證書私鑰存放在加密硬件中（如SSL硬件加速器），且對私鑰采取安全保護措施（如不允許私鑰導出，或不允許私鑰明文導出）。

6）偽造一個合法有效的SSL證書

即假冒者通過一定的技術手段，利用證書技術本身存在漏洞，偽造一個由某個認證機構簽發的、有效的SSL證書。這個偽造SSL證書的格式符合X509規范，它的簽發者指向該認證機構（的某個CA證書），且該SSL證書的數字簽名可由該認證機構（對應CA證書）的公鑰驗證。

雖然，有研究者聲稱可以偽造一個X509數字證書，但真實的情況是，到目前為止，并沒有人能夠偽造一個實際可用的、有效的數字證書。

7）認證機構主動為假冒網站簽發合法有效的服務器證書

這種情況在兩個國家處于敵對狀態時有可能發生。假設A國家的某個認證機構簽發的證書被B國家的用戶信任（由于該認證機構的根證書預埋在B國家用戶使用的操作系統、應用軟件中），而這時，A國和B處于敵對、甚至戰爭狀態，A國家政府為了擾亂B國的金融秩序，要求該國的認證機構簽發假冒B國銀行網站的SSL證書，而A國的認證機構從國家利益考慮，遵從本國政府的要求，為該國政府建立的假冒網站簽發“合法、有效的”假冒SSL證書。這里說它“合法、有效”，是因為當B國用戶使用瀏覽器訪問該假冒網站時，瀏覽器對該SSL證書的信任驗證是獲得通過的。

這時，假冒網站的域名有兩種可能情形：第一種是，該網站域名與被假冒網站的域名相似但不同，用戶沒有注意到這些細小的差異，從而訪問了假冒網站。對于這種情況，由于域名不同，因此，細心的用戶有可能識破假冒行為。第二種是，假冒網站的域名同被假冒網站的域名完全相同。在這種情況下，如果A國控制了域名服務體系的“根”域名服務器，那么，A國是可以通過修改域名解析記錄，將B國用戶引導到A國建立的假冒網站上的，而且B國用戶絲毫察覺不到這種改變。這種假冒，比第一種情況要難識破、難防范得多。目前全球共13臺根域名服務器，分布情況是：主根服務器（A）1個，設置在美國弗吉尼亞州的杜勒，輔根服務器（B至M）美國9個，瑞典、荷蘭、日本各1個。考慮到目前的根域名服務器，都部署在西方國家，且主要在美國，而且“主根”域名服務器也在美國，因此，這是一個我們需要重視的問題和風險。

需要特別指出的是，出現這種假冒，與B國銀行網站本身安裝的服務器證書由誰簽發無關。因為對SSL服務器證書的信任是由瀏覽器根據其信任的根CA證書自動做出判斷的，在這個過程中用戶并不介入；只要瀏覽器驗證該SSL證書的信任路徑鏈接到一個可信任根CA證書，瀏覽器就不提出警告信息，用戶就會認為這個SSL證書是可信的。因此，只要B國用戶的主機操作系統（如Windows）、應用程序（如Firefox）中預置A國認證機構的可信根CA證書，那么，即使B國的銀行網站的服務器證書是由該國自身的認證機構簽發，A國仍然可通過A國的認證機構簽發針對B國網站的“合法、有效”的假冒SSL證書，安裝在假冒網站上。當B國用戶訪問假冒網站時，騙過B國用戶的瀏覽器對該SSL證書的可信性、有效性驗證，由于普通用戶通常是不會關心所訪問網站的SSL證書是由哪個認證機構簽發的（普通用戶不會也不知道 在瀏覽器完成SSL證書驗證后，可查看要訪問網站的SSL證書的詳情），從而騙得B國用戶對假冒網站的信任。

我國目前的主機操作系統、瀏覽器絕大部分是國外的，其中預埋了大量的根CA證書，且絕大部分是國外認證機構的，而且考慮到域名系統的“根”也在國外，因此，這一問題需要引起我們的高度重視。但是，我們也可以看到，要徹底解決這個問題，必須從操作系統、應用軟件、域名體系整個一起來考慮、解決，僅靠限定國內認證機構簽發SSL證書是無法解決這個問題的。

8）利用可信的SSL服務器證書進行中間人攻擊

假設攻擊者通過某種途徑獲得了一個與某網站域名完全相同的SSL證書，且該SSL證書（的根CA證書）被用戶的瀏覽器信任，即從證書驗證的角度它是一個“合法、有效”的證書，則該攻擊者就有可能在位于用戶與網站之間的網絡通路上，進行中間人攻擊，竊取用戶的私密信息（如圖2所示）。這種攻擊的具體實施方法如下：

（1）?攻擊者通過在網絡通路上安裝特殊的設備，或者攻破、控制網絡通信設備（如路由器、交換機等），在其上面安裝的特殊的處理代碼；

（2）?然后，攻擊者攔截所有連接到該網站的網絡連接請求，利用他得到的SSL服務器證書，假冒網絡站點與客戶端瀏覽器進行身份鑒別和建立SSL安全通道的操作；

（3）?同時，攻擊者又假冒用戶同安裝了一個SSL服務器證書的網站建立SSL連接；

（4）?之后，攻擊者作為用戶和網站之間的中間人，攔截、轉發二者之間傳送的數據，并同時竊取用戶的敏感信息。

由于攻擊者使用的SSL證書是被用戶瀏覽器信任的，因此，用戶不會察覺到這中間人的活動。

圖2利用可信的SSL服務器證書進行中間人攻擊

這里，攻擊者可通過前面1）至7）所列的方式獲得一個與被竊聽網站域名相同的SSL證書；或者，攻擊者也可以由于8）中所述的國家與國家之間網絡戰爭的原因，從某個被用戶信任的證書認證機構獲得用于中間人攻擊的“合法、有效的”SSL證書。

與8）中所述的情形類似，要進行這樣的攻擊，只需要這個用于中間人攻擊的SSL證書是被用戶瀏覽器信任的即可，不需要該SSL證書與被竊聽的網站本身安裝的SSL證書由同一個認證機構簽發。這意味著，即使我們限定國內網站的SSL證書必須由國內證書認證機構簽發，其他國家仍然可以利用他們自己國家證書認證機構簽發的、用于假冒國內網站的SSL證書，對國內網站進行中間人攻擊。因為，我國用戶使用的操作系統、瀏覽器都預埋了大量的國外證書認證機構的根CA證書，這些根CA證書被瀏覽器認為是可信的。因此，在它們之下簽發的SSL證書都被瀏覽器認為是“合法的、有效的、可信的”。

9）在用戶主機中植入偽造的根CA證書（或一個完整的CA證書鏈）

從前面的介紹我們知道，SSL服務器證書是否可信，是由瀏覽器通過調用本地的加密服務接口（如CryptoAPI、PKCS#11），檢驗、確認服務器證書的信任鏈（證書路徑）是否鏈接到本地證書庫中的一個信任的CA根證書。因此，網站假冒者、中間人攻擊者只要設法將一個偽造的根CA證書　　（或一個完整的、偽造的CA證書鏈）植入到用戶計算機的操作系統、瀏覽器證書庫中，則在這個偽造的根CA證書下，網站假冒者、中間人攻擊者可簽發任何他想簽發的、并被瀏覽器信任的假冒SSL證書。而且，假冒者、中間人攻擊者甚至可以將這個偽造的根CA證書以及它的下級CA證書中的CA認證機構的名稱，取的與一個合法認證機構的名稱相同，這將更有欺騙性，用戶更難識破。

植入偽造的根CA證書（及其下級CA證書）的方式有兩種，一是，通過掛馬、病毒傳播，這是普通的假冒者、攻擊者就可以做到的；二是，在操作系統、應用軟件（如瀏覽器）中預置。第二種方式之所以有可能成立，是因為目前國內的操作系統、應用軟件絕大多數來自國外，在特殊情況下，國外的操作系統、應用軟件的廠家是有可能根據本國政府的要求，將偽造其他國家證書認證機構的根CA證書預置到操作系統、應用軟件的可信根CA證書庫中的，甚至可以做到，通過通常的人機接口（如IE瀏覽器）無法查看到該偽造的根CA證書，而當應用程序（如瀏覽器）通過加密接口（如CryptoAPI、PKCS#11）驗證SSL證書的信任鏈時，該偽造的根CA證書又起作用、被信任。

10）旁路證書可信性的驗證

當操作系統、瀏覽器本身存在后門時，是完全可以做到旁路對某些特定的SSL證書（如某個特定的、偽造的CA簽發的SSL證書）的可信性檢驗，使得這些SSL證書總是作為可信的證書被瀏覽器接受。這樣，假冒者、中間人攻擊者可以利用這個后們，簽發假冒的、被客戶端瀏覽器信任的SSL證書，達到竊取用戶信息的目的。

對SSL證書可信性驗證的旁路既可以在操作系統層面（如密碼模塊層）發生，也可以在瀏覽器層面發生。這個后門既可能是操作系統、瀏覽器廠家自己故意留下的（比如根據本國政府的要求），也可能是由于感染了木馬、病毒，使得操作系統、瀏覽器的程序代碼被修改而造成的。

我想到了cnnic的證書風波，被chrome和firefox聲明，將不信任該機構頒發的所有證書，唉，真悲劇，所以我覺得根證書頒發機構應該是一個非盈利組織，他不應該跟任何盈利性企業有利益關系，這種組織才有資格去頒發證書，否則有利益關系就容易合作去做壞事，但這個問題怎么說好呢，由于申請一個證書或者一堆證書，往往也需要不少錢，所以國內很多公司，例如中國移動，電信，銀行以及支付寶，他會在你安裝軟件的時候，給你系統里安裝他自己頒發的根證書，這樣他就可以給自己服務器上按自己辦法給自己的證書，而你的客戶端將信任他，包括很多內網的https也都是自己給自己頒發證書的