浏览器如何校验HTTPS的数字证书

xuanziDy 的个人博客 / 101 / 1 / 创建于 1年前 / 更新于 1年前

本文解决的问题如下：

从HTTP协议变成HTTPS协议为何需要证书？
HTTPS协议如何体现出安全（HTTPS协议原理)?
如何免费获取HTTPS所需的证书以及如何部署证书到服务器？
浏览器如何验证证书？
证书中包含哪些内容？
CA证书和网关证书是一个东西吗？

免费申请证书

免费申请证书网站：https://freessl.cn

参考文章：blog.freessl.cn/acme-quick-start/

域名申请，并解析到服务器
证书与域名绑定
在服务器下载证书部署脚本，并部署

HTTPS原理

从 HTTP 协议栈层面来看，我们可以在 TCP 和 HTTP 之间插入一个安全层，所有经过安全层的数据都会被加密或者解密，

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于是HTTPS就变成了HTTP和安全层先通信，安全层再和TCP通信。在安全层完成数据的加解密过程。

加密方式：

对称加密，就是双方使用“相同的密钥”，一方加密一方解密。
- 优点：加解密快
- 缺点：加密密钥易暴露，安全性低
非对称加密，就是一方使用公钥加密，另一方只能使用私钥解密，公钥和私钥是唯一配对的。
- 优点：安全
- 缺点：加解密慢

基于以上特性，传输数据过程采用对称加密方式保证数据传输效率，用非对称加密方式解决密钥易暴露问题。

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浏览器发起https握手链接时，告知服务器自己支持的“对称加密套件列表” 和 “非对称加密套件列表”以及一个自己生成的“随机数client-random”。
服务器收到请求后，选择自己支持的加密方式告知浏览器，且返回一个“数据数service-random” 和 “服务器的数字证书” 和颁发给服务器数字证书这个“CA机构本身的数字证书”。
浏览器验证“服务器数字证书”和“CA机构数字证书”的有效性，验证成功后，再生成一个随机数“pre-master”，并使用“服务器数字证书”中携带的“公钥”对随机数“pre-master”进行加密，发送给服务确认。
服务器利用“服务器数字证书”的“私钥”进行解密，得到随机数“pre-master”, 并响应浏览器已收到。
浏览器把之前自己生成的随机数“client-random”、“pre-master” 以及服务器返回的“service-random” 组合在一起生成一个新的密钥“master secret”, 之后利用新的密钥进行与服务器之间数据的加密。

提问：

服务器上的证书来自哪里？
向CA机构申请的数字证书，部署在服务器上时，一般除了CA机构颁发给服务的数字证书（俗称网关证书），还有“CA机构自身的数字证书”。
CA机构颁发给服务器的数字证书中包含哪些内容？
至少包含了向CA机构申请证书时的“组织机构/个人信息”， “证书有效期”、“证书的公钥”、“CA机构给到证书的数字签名”、“CA机构信息”等
服务器上只部署了服务器自己的证书，没有CA机构的数字证书，咋办？
服务器上没得CA机构的数字证书时，浏览器可以从互联网自动下载，但这样可能拉长首次接口/页面访问的时间，还可能失败。

浏览器如何验证证书

首先，浏览器利用证书中指定的hash算法对”组织机构的明文信息”计算出信息摘要
然后，利用CA证书的公钥来解密数字证书中的”数字签名”，解密出来的数据也是信息摘要。
最后，判定两个摘要信息是否相等就行。

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如何证明CA证书本身不是伪造的呢？

简单粗暴的方案是：操作系统内置所有CA机构的证书，且假设这个操作系统没有被恶意入侵。

折中方案是：把CA机构分成两类，根CA和中间CA, 我们通常向中间CA申请证书，根CA主要给中间CA做认证用。中间CA又可以给其它中间CA认证，形成树状结构，一级级认证，直到找到根证书。

证书上都有证书链，能找到上一级机构是什么，使用与上一步相同的算法，让上一级机构证实当前证书的真实性，直到追溯到根证书，而根证书只需要在操作系统中可查找到就任务是对的，因为根证书是行业内浏览器和操作系统厂商的规范。

如何检验根证书的合法性？

根证书在安装操作系统时内置了。内置的根证书，是通过WebTrust国际安全审计认证的，权威证书。

如何验证根证书是否合法，浏览器查找根证书是否存在操作系统里面，若不是则不合法，反之则合法。

WebTrust 是由两大著名注册会计师协会 AICPA（美国注册会计师协会）和 CICA（加拿大注册会计师协会）共同制定的安全审计标准，主要对互联网服务商的系统及业务运作逻辑安全性、保密性等共计七项内容进行近乎严苛的审查和鉴证。只有通过 WebTrust 国际安全审计认证，根证书才能预装到主流的操作系统，并成为一个可信的认证机构。