详解互联网基石之HTTPS

详解互联网基石之HTTPS 一、HTTPS简介 HTTPS(HyperText Transfer Protocol Secure)是一种用于安全通信的网络传输协议。它是HTTP的加密版本,通过使用T

一、HTTPS简介

HTTPS(安全超文本传输协议)是一种用于安全通信的网络传输协议。 HTTP 的加密版本,使用传输层安全性(TLS) 或其前身安全套接字层(SSL) 来加密通信。

主要特点包括:

数据加密:HTTPS使用加密算法对通信进行加密,因此即使被截获,信息也无法轻易解密。

身份验证:HTTPS 确保通信两端(客户端和服务器)都是可信的。这是通过数字证书来实现的。服务器必须具有有效的证书来证明其身份。

数据完整性:HTTPS 通过消息验证码(MAC) 和哈希函数防止通信被篡改。接收方可以验证接收到的数据与发送方发送的数据是否完全相同。

SEO优化:Google等搜索引擎将HTTPS加密作为其搜索排名的重要因素,并鼓励网站采用HTTPS以提高安全性和可靠性。

HTTPS可以有效防止中间人攻击、数据窃听、数据篡改等多种网络攻击。现在大多数网站都使用HTTPS 来保护您的数据和隐私,使互联网上的信息传输更加安全可靠。

二、HTTPS发展历史

HTTPS 的历史可以追溯到互联网的早期,当时对安全性的需求不断增加。以下是HTTPS 从诞生到今天的主要发展历史。

1. 早期背景

1990年代初期:安全需求的出现

互联网的普及,特别是电子商务和在线支付系统的兴起,增加了对数据传输安全性的需求。

HTTP(超文本传输协议)作为一种基本的网络通信协议,并没有提供数据加密和认证的机制。

2. SSL协议的诞生

1994年:Netscape引入SSL 1.0

Netscape Communications 开发了安全套接字层(SSL) 协议来加密和保护Internet 通信。

SSL 1.0 存在严重的安全漏洞,并且从未向公众发布。

1995年:SSL 2.0发布

Netscape 发布了第一个版本SSL 2.0,供一般使用,但它仍然存在一些安全缺陷。

1996年:SSL 3.0发布

SSL 3.0较之前的版本有了显着的改进,修复了许多安全漏洞,并成为广泛采用的标准。

3. TLS协议的演变

1999年:TLS 1.0发布

互联网工程任务组(IETF) 开发并发布了基于SSL 3.0 的传输层安全(TLS) 1.0。

TLS 1.0 包括更强大的加密算法和改进的安全功能。

2006年:TLS 1.1发布

增强对密码攻击的抵抗力并改进数据完整性检查机制。

2008年:TLS 1.2发布

引入了新的哈希函数和加密算法,使协议更加安全和高效。

2018年:TLS 1.3发布

握手过程得到了显着改进,以减少延迟并进一步提高安全性和性能。

4. HTTPS的普及

2000年代:逐步采用

大多数大型网站都逐渐采用HTTPS来保护用户数据,特别是与财务和个人隐私信息相关的数据。

2010年代:广泛推广

电子商务、社交媒体和云服务的爆炸式流行推动了HTTPS 的采用。

Google 和Mozilla 等浏览器开发商已开始通过将HTTP 网站标记为“不安全”并鼓励网站迁移到HTTPS 来推广HTTPS 的使用。

2014年:Let\’s Encrypt成立

Let\’s Encrypt 是一个免费、自动化、开放的证书颁发机构,可大幅降低获取和部署SSL/TLS 证书的门槛。

HTTPS 已经变得非常流行,允许更多网站使用加密通信。

2017年:浏览器强制HTTPS

Chrome 和Firefox 等主要浏览器现在会对不使用HTTPS 的网站显示“不安全”警告,进一步鼓励网站迁移到HTTPS。

5. 未来展望

随着互联网安全需求的增加,HTTPS 将继续发展和增长。

未来可能会引入更先进的加密技术和安全机制,进一步提高数据传输的安全性和效率。

关键时间线概述

1994 年- Netscape 推出SSL 1.0(未发布)。

1995 – SSL 2.0 发布。

1996 – SSL 3.0 发布。

1999 – TLS 1.0 发布。

2006 年- TLS 1.1 发布。

2008 年- TLS 1.2 发布。

2014 年- Let\’s Encrypt 成立。

2018 年- TLS 1.3 发布。

通过这些关键节点,HTTPS从早期的安全协议发展成为现代互联网通信的基础,保障了数十亿用户的数据安全和隐私。

三、HTTPS通信流程

下面用图文结合的方式详细描述HTTPS通信过程。图形部分附在解释性文本之后。

1. 客户端发起HTTPS请求

用户在浏览器中输入URL(例如https://example.com)。

浏览器向目标服务器发出HTTPS 连接请求。

2. 服务器响应并发送证书

当服务器收到请求时,它会向客户端发送包含公钥的数字证书。

数字证书由受信任的证书颁发机构(CA) 签名,包括服务器的公钥、证书颁发者信息、有效期等。

3. 客户端验证证书

客户端使用内置的受信任证书颁发机构列表来验证服务器的数字证书。

验证过程包括检查证书签名、证书链、有效期等。

如果证书有效且受信任,请继续执行下一步。如果没有,客户端会警告用户潜在的安全风险。

4. 生成对称密钥并加密传输

客户端生成随机对称密钥(会话密钥)。

使用服务器的公钥加密该会话密钥并将其发送到服务器。

5. 服务器解密会话密钥

服务器使用自己的私钥解密会话密钥。

双方使用对称密钥进行后续的加密数据传输。

6. 加密通信

双方使用协商好的对称密钥对后续数据传输进行加密,以确保数据的机密性和完整性。

一旦建立加密连接,浏览器和服务器之间的通信就会被加密。

7. 数据传输和会话结束

在加密连接下,客户端和服务器进行安全的数据传输。

一旦通信完成,双方就可以结束加密会话并关闭连接。

图形表示

1. 客户端请求HTTPS连接

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| HTTPS 请求|

|———————————————— ——–|

| |

2. 服务器响应并发送证书。

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

|———————————————— ——–|

| 服务器证书|

| |

3. 客户端验证证书

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| 验证证书|

|———————————————— ——–|

| |

4. 生成对称密钥并加密传输

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| 生成会话密钥|

| 使用服务器的公钥加密|

| |

|———————————————— ——–|

| 加密会话密钥|

| |

5. 服务器解密会话密钥

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| 解密会话密钥|

| |

|———————————————— ——–|

| |

6. 加密通讯

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| 安全通讯|

|(加密数据)|

|———————————————— ——–|

| |

7. 数据传输和会话终止

+—————-+ +——————————–+

| 客户|

|(浏览器)|

+—————-+ +——————————–+

| |

| 结束会议|

| |

|———————————————— ——–|

| |

通过此过程,HTTPS 可确保客户端和服务器之间的通信加密且安全,从而验证服务器的身份并防止中间人攻击和数据盗窃。

四、https证书免费申请方式汇总

有多种方式可以免费申请HTTPS证书。以下是一些最流行和最常用的免费证书颁发机构(CA) 和平台。

1. Let\’s Encrypt

简介

Let\’s Encrypt 是一家提供免费SSL/TLS 证书的证书颁发机构。这使得网站能够以自动方式轻松获取和更新证书。

特点

免费:完全免费使用。

自动化:支持用于请求、安装和续订证书的自动化工具(例如Certbot)。

广泛支持:受到大多数浏览器和操作系统的信任。

社区支持:我们拥有庞大的用户社区和丰富的文档资源。

申请步骤

安装Certbot:Certbot 是一种广泛使用的自动化工具,可与Let\’s Encrypt 进行通信并处理证书申请和安装。

运行Certbot:通过运行相应的Certbot 命令来请求证书,Certbot 将自动完成验证过程并安装证书。

设置自动更新:Certbot 可以自动安排任务来定期检查和更新您的证书,以确保您的网站始终拥有有效的证书。

2. ZeroSSL

简介

ZeroSSL提供免费和付费的SSL证书服务,证书可以通过简单的在线申请获得。

特点

免费计划:提供有效期为90 天的免费证书。

用户友好:易于使用的在线界面可手动申请和管理证书。

API支持:提供API来自动化证书申请和管理。

申请步骤

注册帐户:访问ZeroSSL 网站并注册一个免费帐户。

请求证书:通过我们的在线界面或API 请求免费的SSL 证书。

域名验证:完成域名验证(DNS验证、文件验证等)。

下载并安装证书:验证成功后,在您的服务器上下载并安装证书。

3. Cloudflare

简介

Cloudflare 是一家提供网络安全和内容交付网络(CDN) 服务的公司,提供免费SSL 证书作为其免费计划的一部分。

特点

免费计划:所有Cloudflare 用户(包括使用免费计划的用户)都可以获得免费的SSL 证书。

CDN 集成:SSL 证书与Cloudflare 的CDN 服务集成,以提高网站的性能和安全性。

易于设置:通过简单的DNS 配置和Cloudflare 仪表板即可启用。

申请步骤

注册Cloudflare 帐户:访问Cloudflare 网站并注册免费帐户。

添加您的网站:将您的网站添加到Cloudflare 并完成DNS 配置。

启用SSL:在Cloudflare 仪表板中启用SSL 并选择适当的SSL 模式(例如完全加密)。

4. SSL For Free

简介

SSL For Free 使用Let\’s Encrypt 提供的服务,允许用户通过简单的在线界面获取免费的SSL 证书。

特点

免费:完全免费使用。

简单:通过用户友好的界面应用和管理证书。

Let\’s Encrypt 支持:使用Let\’s Encrypt 颁发和管理您的证书。

申请步骤

访问网站。访问SSL 免费网站。

申请证书:输入您网站的域名并选择验证方式,例如DNS验证或文件验证。

完成验证:按照说明完成您的域名验证。

下载证书:验证成功后,下载证书并将其安装到您的服务器上。

总结

这些免费的证书颁发机构和平台提供了一种简单快捷的方法来获取和管理HTTPS 证书,帮助您提高网站的安全性并建立用户信任。无论您选择哪种方法,无论是自动化程度、易用性还是集成服务,都会根据您的具体需求和技术背景找到合适的解决方案。

五、付费权威https证书颁发机构汇总

付费权威HTTPS 证书颁发机构(CA) 提供更高级别的验证、附加功能和更高的可靠性。这对于需要高安全级别的企业和网站尤其重要。以下是一些知名的付费证书颁发机构。

1. DigiCert

简介

DigiCert 是世界领先的证书颁发机构,提供广泛的SSL/TLS 证书和其他安全解决方案。

特点

高级验证:提供域验证(DV)、企业验证(OV) 和扩展验证(EV) 证书。

快速验证和颁发:证书颁发通常在相对较短的时间内完成。

高度兼容:几乎所有浏览器和操作系统都值得信赖。

附加功能:包括证书管理工具、恶意软件扫描等。

2. Sectigo(原Comodo CA)

简介

Sectigo(以前称为Comodo CA)是世界上最大、最值得信赖的证书颁发机构之一,提供广泛的证书。

特点

产品丰富:我们提供从基础到高级的各种证书,包括DV、OV、EV证书,以及多域名和通配符证书。

有竞争力的定价:我们提供适合各种规模企业的有竞争力的价格。

附加功能:网站安全、恶意软件扫描、每日网站备份等。

3. GlobalSign

简介

全球标志

是一家全球性的证书颁发机构,提供广泛的 SSL/TLS 证书和其他身份验证服务。

特点

企业级解决方案:适合大型企业的高安全性需求。
灵活性:提供各种类型的证书,包括通配符和多域名证书。
自动化工具:提供自动化证书管理和部署工具,简化证书生命周期管理。

4. Entrust

简介

Entrust 提供高质量的 SSL/TLS 证书以及其他网络安全解决方案,致力于保护数字交易和身份验证。

特点

高信任度:提供顶级的安全和信任服务,被广泛接受和信任。
多种证书类型:包括标准 SSL 证书、EV 证书和多域名证书。
附加服务:包括证书管理、身份验证和云安全解决方案。

5. Symantec(现 NortonLifeLock)

简介

Symantec 是著名的网络安全公司,其证书业务已被 DigiCert 收购,但仍以 NortonLifeLock 品牌继续提供 SSL 证书。

特点

高信誉度:Symantec 的品牌在安全领域拥有极高的信誉。
高级安全特性:包括 Norton Secured Seal、恶意软件扫描、漏洞评估等。
广泛信任:被所有主要浏览器和操作系统信任。

6. GeoTrust

简介

GeoTrust 是 DigiCert 旗下的品牌之一,提供中端市场的 SSL/TLS 证书,兼具高性价比和高信任度。

特点

性价比高:提供具有竞争力的价格,适合中小型企业。
多种选择:提供 DV、OV、EV 证书,以及多域名和通配符证书。
易于管理:提供简单的证书管理工具,方便企业使用。

7. Thawte

简介

Thawte 是全球知名的证书颁发机构之一,其证书产品适用于各种规模的企业和组织。

特点

可靠性:提供高可靠性的 SSL/TLS 证书,兼具安全性和信任度。
全球认可:被全球范围内的浏览器和操作系统信任。
多样化产品:提供从基础到高级的各种证书,满足不同需求。

总结

这些付费证书颁发机构在行业内具有很高的信任度和广泛的兼容性,提供的证书不仅能满足基本的安全需求,还能提供额外的安全服务和管理工具,适合对安全性有较高要求的企业和组织。选择合适的证书颁发机构取决于企业的具体需求、预算以及所需的安全级别。

六、常见负载均衡如何配置https证书

在现代网络架构中,负载均衡器(Load Balancer)是用于分发网络流量的关键组件。为了确保安全通信,负载均衡器通常需要配置 HTTPS 证书。以下是一些常见的负载均衡器配置 HTTPS 证书的示例,包括硬件负载均衡器和云提供商的负载均衡服务。

1. Nginx 作为负载均衡器

步骤

安装 Nginx: 安装 Nginx,通常在 Linux 系统上通过包管理器进行安装。
sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx获取 SSL 证书: 可以使用 Let’s Encrypt 获取免费证书。
sudo apt-get install certbot python3-certbot-nginx
sudo certbot –nginx -d yourdomain.com -d www.yourdomain.com配置 Nginx: 编辑 Nginx 配置文件 /etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/sites-available/default。
http {
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
server {
listen 80;
server_name yourdomain.com www.yourdomain.com;
location / {
return 301 https://$host$request_uri;
}
}
server {
listen 443 ssl;
server_name yourdomain.com www.yourdomain.com;
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/yourdomain.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/yourdomain.com/privkey.pem;
location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
}
“`重启 Nginx:
sudo systemctl restart nginx

2. AWS Elastic Load Balancer (ELB)

步骤

创建并上传 SSL 证书: 使用 AWS Certificate Manager (ACM) 申请或上传证书。
配置 ELB:

登录 AWS 管理控制台,导航到 EC2 服务。
选择“Load Balancers”,点击“Create Load Balancer”。
选择“Application Load Balancer”或“Network Load Balancer”。
配置基本设置,选择 VPC 和子网。
在“Listeners and Routing”部分,添加 HTTPS 监听器。
选择 ACM 中的 SSL 证书或上传自己的证书。

配置安全组: 确保负载均衡器的安全组允许 443 端口的入站流量。

配置目标组:

创建目标组,添加实例或 IP 地址。
配置健康检查路径。

完成创建并测试: 完成负载均衡器的创建,确保 HTTPS 流量能够正确分发到后端实例。

3. HAProxy 作为负载均衡器

步骤

安装 HAProxy:
sudo apt-get update
sudo apt-get install haproxy获取 SSL 证书: 使用 Let’s Encrypt 获取免费证书。
sudo apt-get install certbot
sudo certbot certonly –standalone -d yourdomain.com -d www.yourdomain.com配置 HAProxy: 编辑 HAProxy 配置文件 /etc/haproxy/haproxy.cfg。
frontend https_front
bind *:443 ssl crt /etc/letsencrypt/live/yourdomain.com/fullchain.pem crt /etc/letsencrypt/live/yourdomain.com/privkey.pem
mode http
default_backend servers
backend servers
mode http
balance roundrobin
server server1 backend1.example.com:80 check
server server2 backend2.example.com:80 check重启 HAProxy:
sudo systemctl restart haproxy

4. Google Cloud Load Balancer

步骤

创建并上传 SSL 证书: 使用 Google Cloud Console 申请或上传证书。
配置负载均衡器:

登录 Google Cloud Console,导航到“Network services” -> “Load balancing”。
点击“Create load balancer”,选择“HTTP(S) Load Balancing”。
配置负载均衡器的基本设置,添加前端配置。
添加 HTTPS 协议并选择上传的证书。

配置后端服务: 创建或选择现有的后端服务,添加实例组或 GKE 集群。

测试和验证: 完成配置后,确保 HTTPS 流量能够正确分发到后端服务。

通过这些示例,可以看到不同的负载均衡器如何配置 HTTPS 证书来确保安全的通信。选择适合你的架构和需求的负载均衡器和配置方法尤为重要。

就这样。

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