前言：
1、HTTP 的缺点
1.1、通信使用明文可能会被窃听
1.2、不验证通信方的身份就可能遭遇伪装
1.3、无法证明报文完整性，可能已遭篡改
2、HTTP+ 加密 + 认证 + 完整性保护 =HTTPS
2.1、HTTP 加上加密处理和认证以及完整性保护后即是HTTPS
2.2、HTTPS 是身披 SSL 外壳的 HTTP
2.3、相互交换密钥的公开密钥加密技术
2.4、证明公开密钥正确性的证书
2.5、HTTPS 的安全通信机制
问题思考：为什么不一直使用 HTTPS ？
在 HTTP 协议中有可能存在信息窃听或身份伪装等安全问题。使用HTTPS 通信机制可以有效地防止这些问题。
1、HTTP 的缺点
HTTP 主要有这些不足，例举如下：
通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听；不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装；无法证明报文的完整性，所以有可能已遭篡改。1.1、通信使用明文可能会被窃听
TCP/IP 是可能被窃听的网络：
按TCP/IP 协议族的工作机制，通信内容在所有的通信线路上都有可能遭到窥视。
加密对象的实现类型列举：
通信的加密：通过和 SSL（Secure Socket Layer，安全套接层）或TLS（Transport Layer Security，安全层传输协议）的组合使用，加密 HTTP 的通信内容。内容的加密：由于 HTTP 协议中没有加密机制，那么可以对 HTTP 协议传输的内容本身（HTTP 报文内容）加密。客户端需要对 HTTP 报文进行加密处理后再发送请求。并要求客户端和服务器同时具备加密和解密机制。1.2、不验证通信方的身份就可能遭遇伪装
“HTTP无法判定请求是来自何方、出自谁手”
HTTP 协议中的请求和响应不会对通信方进行确认。也就是说存在“服务器是否就是发送请求中 URI 真正指定的主机，返回的响应是否真的返回到实际提出请求的客户端”等类似问题。
任何人都可发起请求：即使是无意义的请求也会照单全收。无法阻止海量请求下的 DoS 攻击（Denial of Service，拒绝服务攻击）；查明对手的证书：虽然使用 HTTP 协议无法确定通信方，但如果使用 SSL 则可以。SSL 不仅提供加密处理，而且还使用了一种被称为证书的手段，可用于确定方。SSL证书：
证书由值得信任的第三方机构颁发，用以证明服务器和客户端是实际存在的。另外，伪造证书从技术角度来说是异常困难的一件事。所以只要能够确认通信方（服务器或客户端）持有的证书，即可判断通信方的真实意图。通过使用证书，以证明通信方就是意料中的服务器。这对使用者个人来讲，也减少了个人信息泄露的危险性。另外，客户端持有证书即可完成个人身份的确认，也可用于对Web 网站的认证环节。
1.3、无法证明报文完整性，可能已遭篡改
所谓完整性是指信息的准确度。若无法证明其完整性，通常也就意味着无法判断信息是否准确。
接收到的内容可能有误：
由于 HTTP 协议无法证明通信的报文完整性，因此，在请求或响应送出之后直到对方接收之前的这段时间内，即使请求或响应的内容遭到篡改，也没有办法获悉。换句话说，没有任何办法确认，发出的请求 / 响应和接收到的请求 / 响应是前后相同的。比如，从某个 Web 网站上下载内容，是无法确定客户端下载的文件和服务器上存放的文件是否前后一致的。文件内容在传输途中可能已经被篡改为其他的内容。即使内容真的已改变，作为接收方的客户端也是觉察不到的。像这样，请求或响应在传输途中，遭攻击者拦截并篡改内容的攻击称为中间人攻击（Man-in-the-Middle attack，MITM）。HTTP如何防止篡改：
虽然有使用 HTTP 协议确定报文完整性的方法，但事实上并不便捷、可靠。其中常用的是 MD5 和 SHA-1 等散列值校验的方法，以及用来确认文件的数字签名方法。提供文件下载服务的 Web 网站也会提供相应的以 PGP（PrettyGood Privacy，完美隐私）创建的数字签名及 MD5 算法生成的散列值。PGP 是用来证明创建文件的数字签名，MD5 是由单向函数生成的散列值。不论使用哪一种方法，都需要操纵客户端的用户本人亲自检查验证下载的文件是否就是原来服务器上的文件。浏览器无法自动帮用户检查。HTTP方式进行防篡改的缺陷：
可惜的是，用这些方法也依然无法百分百保证确认结果正确。因为 PGP 和 MD5 本身被改写的话，用户是没有办法意识到的。为了有效防止这些弊端，有必要使用 HTTPS。SSL 提供认证和加密处理及摘要功能。仅靠 HTTP 确保完整性是非常困难的，因此通过和其他协议组合使用来实现这个目标。2、HTTP+ 加密 + 认证 + 完整性保护 =HTTPS
2.1、HTTP 加上加密处理和认证以及完整性保护后即是HTTPS
我们把添加了加密及认证机制的 HTTP 称为 HTTPS（HTTP Secure）。HTTPS 是身披 SSL 外壳的 HTTP 。
2.2、HTTPS 是身披 SSL 外壳的 HTTP
HTTPS 并非是应用层的一种新协议。 只是 HTTP 通信接口部分用SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security） 协议代替而已。
通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通信，再由 SSL 和 TCP 通信了。简言之，所谓 HTTPS，其实就是身披SSL 协议这层外壳的 HTTP。在采用 SSL 后，HTTP 就拥有了 HTTPS 的加密、证书和完整性保护这些功能。
SSL 是独立于 HTTP 的协议，所以不光是 HTTP 协议，其他运行在应用层的 SMTP 和 Telnet 等协议均可配合 SSL 协议使用。可以说 SSL 是当今世界上应用最为广泛的网络安全技术。
2.3、相互交换密钥的公开密钥加密技术
SSL采用一种叫做公开密钥加密（Public-key cryptography）的加密处理方式。
近代的加密方法中加密算法是公开的， 而密钥却是保密的。 通过这种方式得以保持加密方法的安全性。
加密和解密都会用到密钥。 没有密钥就无法对密码解密， 反过来说，任何人只要持有密钥就能解密了。 如果密钥被攻击者获得， 那加密也就失去了意义。
Case1：共享秘钥加密的困境
加密和解密同用一个密钥的方式称为共享密钥加密（Common key crypto system） ， 也被叫做对称密钥加密。
以共享密钥方式加密时必须将密钥也发给对方。 可究竟怎样才能安全地转交？ 在互联网上转发密钥时， 如果通信被监听那么密钥就可会落入攻击者之手， 同时也就失去了加密的意义。 另外还得设法安全地保管接收到的密钥。
Case2：使用两把密钥的公开密钥加密
公开密钥加密方式很好地解决了共享密钥加密的困难。公开密钥加密使用一对非对称的密钥。一把叫做私有密钥（private key），另一把叫做公开密钥（public key）。顾名思义，私有密钥不能让其他任何人知道， 而公开密钥则可以随意发布， 任何人都可以获得。
使用公开密钥加密方式， 发送密文的一方使用对方的公开密钥进行加密处理， 对方收到被加密的信息后， 再使用自己的私有密钥进行解密。 利用这种方式， 不需要发送用来解密的私有密钥， 也不必担心密钥被攻击者窃听而盗走。
Case3：HTTPS 采用混合加密机制
HTTPS 采用共享密钥加密和公开密钥加密两者并用的混合加密机制。 若密钥能够实现安全交换， 那么有可能会考虑仅使用公开密钥加密来通信。 但是公开密钥加密与共享密钥加密相比， 其处理速度要慢。 在交换密钥环节使用公开密钥加密方式， 之后的建立通信交换报文阶段则使用共享密钥加密方式。
2.4、证明公开密钥正确性的证书
公开密钥存在的问题：
那就是无法证明公开密钥本身就是货真价实的公开密钥。比如，正准备和某台服务器建立公开密钥加密方式下的通信时，如何证明收到的公开密钥就是原本预想的那台服务器发行的公开密钥。或许在公开密钥传输途中，真正的公开密钥已经被攻击者替换掉了。公开密钥证书：
为了解决上述问题，可以使用由数字证书认证机构（CA，CertificateAuthority）和其相关机关颁发的公开密钥证书。数字证书认证机构处于客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构的立场上。威瑞信（VeriSign）就是其中一家非常有名的数字证书认证机构。数字证书认证机构的业务流程：
首先，服务器的运营人员向数字证书认证机构提出公开密钥的申请。数字证书认证机构在判明提出申请者的身份之后，会对已申请的公开密钥做数字签名，然后分配这个已签名的公开密钥，并将该公开密钥放入公钥证书后绑定在一起。服务器会将这份由数字证书认证机构颁发的公钥证书发送给客户端，以进行公开密钥加密方式通信。公钥证书也可叫做数字证书或直接称为证书。接到证书的客户端可使用数字证书认证机构的公开密钥，对那张证书上的数字签名进行验证。一旦验证通过，客户端便可明确两件事：
一，认证服务器的公开密钥的是真实有效的数字证书认证机构。二，服务器的公开密钥是值得信赖的。此处认证机关的公开密钥必须安全地转交给客户端。使用通信方式时，如何安全转交是一件很困难的事，因此，多数浏览器开发商发布版本时，会事先在内部植入常用认证机关的公开密钥。
2.5、HTTPS 的安全通信机制
为了更好地理解 HTTPS，我们来观察一下 HTTPS 的通信步骤。
步骤 1： 客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL 通信。报文中包含客户端支持的 SSL 的指定版本、加密组件（Cipher Suite）列表（所使用的加密算法及密钥长度等）。
步骤 2： 服务器可进行 SSL 通信时，会以 Server Hello 报文作为应答。和客户端一样，在报文中包含 SSL 版本以及加密组件。服务器的加密组件内容是从接收到的客户端加密组件内筛选出来的。
步骤 3： 之后服务器发送 Certificate 报文。报文中包含公开密钥证书。
步骤 4： 最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端，最初阶段的 SSL 握手协商部分结束。
步骤 5： SSL 第一次握手结束之后，客户端以 Client Key Exchange 报文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-mastersecret 的随机密码串。该报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。
步骤 6： 接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。该报文会提示服务器，在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret 密钥加密。
步骤 7： 客户端发送 Finished 报文。该报文包含连接至今全部报文的整体校验值。这次握手协商是否能够成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准。
步骤 8： 服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。
步骤 9： 服务器同样发送 Finished 报文。
步骤 10： 服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接就算建立完成。当然，通信会受到 SSL 的保护。从此处开始进行应用层协议的通信，即发送 HTTP 请求。
步骤 11： 应用层协议通信，即发送 HTTP 响应。
步骤 12： 最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close_notify 报文。上图做了一些省略，这步之后再发送 TCP FIN 报文来关闭与 TCP的通信。
在以上流程中，应用层发送数据时会附加一种叫做 MAC（MessageAuthentication Code）的报文摘要。MAC 能够查知报文是否遭到篡改，从而保护报文的完整性。
问题思考：为什么不一直使用 HTTPS ？
既然 HTTPS 那么安全可靠， 那为何所有的 Web 网站不一直使用HTTPS ？
其中一个原因是， 因为与纯文本通信相比， 加密通信会消耗更多的CPU 及内存资源。 如果每次通信都加密， 会消耗相当多的资源， 平摊到一台计算机上时， 能够处理的请求数量必定也会随之减少。因此， 如果是非敏感信息则使用 HTTP 通信， 只有在包含个人信息等敏感数据时， 才利 HTTPS 加密通信。特别是每当那些访问量较多的 Web 网站在进行加密处理时，它们所承担着的负载不容小觑。在进行加密处理时，并非对所有内容都进行加密处理，而是仅在那些需要信息隐藏时才会加密，以节约资源。除此之外，想要节约购买证书的开销也是原因之一。要进行 HTTPS 通信，证书是必不可少的。而使用的证书必须向认证机构（CA）购买。证书价格可能会根据不同的认证机构略有不同。那些购买证书并不合算的服务以及一些个人网站，可能只会选择采用 HTTP 的通信方式。