HTTPS

HTTPS是什么?原理是什么？用公钥加密为什么不能用公钥解密？

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一、TSL 握手为什么需要前两个随机数？

TLS 握手过程中使用的 3 个随机数（Client Random、Server Random、Pre-Master Secret）是为了增强安全性，具体原因如下：

1. 三个随机数的来源

Client Random：客户端生成，发送在 Client Hello 消息中。

Server Random：服务器生成，发送在 Server Hello 消息中。

Pre-Master Secret：由客户端生成，通过服务器的公钥加密后发送（在 Client Key Exchange 中）。

2. 为什么需要 3 个随机数？

(1) 防止重放攻击（Replay Attack）

如果仅使用 Pre-Master Secret，攻击者可能截获旧的握手消息并重放，导致密钥被复用。

Client Random + Server Random 确保每次握手生成的密钥唯一（即使 Pre-Master Secret 相同，最终密钥也不同）。

(2) 前向保密（Forward Secrecy）

在支持 ECDHE 等密钥交换算法时，Pre-Master Secret 是临时生成的，即使长期私钥泄露，过去的通信也无法解密。

三个随机数共同参与密钥计算，确保会话独立性。

(3) 防止预测密钥

如果仅依赖 1 个随机数，攻击者可能通过暴力破解或伪随机数漏洞推测密钥。

多随机数混合（Client + Server + Pre-Master）大幅增加熵值，使密钥不可预测。

(4) 兼容不同密钥交换算法

对于 RSA 密钥交换：Pre-Master Secret 由客户端生成并加密传输。

对于 DH/ECDHE 密钥交换：Pre-Master Secret 由双方协商生成。

无论哪种方式，最终密钥均需结合三个随机数计算（通过 PRF 函数）。

3. 最终密钥如何生成？

TLS 使用 伪随机函数（PRF） 将三个随机数混合，生成以下密钥：

Master Secret = PRF(Pre-Master Secret, "master secret", Client Random + Server Random)

Master Secret 再衍生出实际加密密钥（如 AES 密钥、HMAC 密钥等）。

由于 Client/Server Random 参与计算，即使 Pre-Master Secret 相同，每次握手的密钥也不同。

4. TLS 1.3 的优化

在 TLS 1.3 中：

移除了 RSA 密钥交换（仅支持 ECDHE），Pre-Master Secret 由双方临时协商。

密钥计算仍依赖 Client Random + Server Random，但握手更高效（1-RTT）。

总结

随机数	作用
Client Random	标识客户端唯一性，防止重放攻击。
Server Random	标识服务器唯一性，增强密钥随机性。
Pre-Master	提供密钥交换的核心机密，前向保密（ECDHE）或静态加密（RSA）依赖于此。

二、CA 如何保障服务器公钥的安全性？避免中间人攻击

1. 证书签名的基本原理

CA（证书颁发机构）在签发证书时，会：

1. 计算证书的哈希值（如使用 SHA-256）。
2. 用CA的私钥对该哈希值加密，生成 数字签名。
3. 将签名附加到证书中，形成完整的数字证书。

客户端验证时：

• 用CA的公钥解密签名，得到原始哈希值。
• 重新计算证书的哈希值，比对是否一致。
• 如果不一致，说明证书被篡改（如公钥、域名等信息被修改）。

因此说，虽然中间人可以获取服务器的公钥和其他信息，但是它不能对其修改，因为一旦中间人修改了这些信息，客户端在验证时，计算出的哈希值和 CA 附加的数字签名（也即 CA 计算出的哈希值）不一致。