为什么需要 HTTPS？
HTTP1.1 有以下安全性问题：
- 使用明文(不加密)进行通信，内容可能会被窃听；
- 不验证通信方的身份，通信方的身份有可能遭遇伪装；
- 服务器无法验证请求来自谁，是否是合法的客户端。
- 客户端收到响应，也无法验证是否是来自合法的服务器。
- 无法阻止海量请求下的 Dos 拒绝攻击（Denial of Service，拒绝服务攻击）
- 无法证明报文的完整性，报文有可能遭篡改。
- 客户端和服务端面对收到的响应和请求，都只能无条件接受，HTTP 也无法知道请求或响应在传输过程中是否已经被篡改了，例如遭到了中间人攻击(Man-in-the-Middle attack，MITM)。
- HTTP 也有可以验证报文完整性的方法，但是还是不可靠。比如利用 MD5 和 SHA-1 等散列值校验的方法，用来确认文件的数字签名。
HTTPS 如何保证安全？
HTTPS 在传输层增加了一层 SSL（Secure Sockets Layer 安全套接层）/ TLS (Transport Layer Security 安全层传输协议) 来加密 HTTP 的通信内容。
通过使用 SSL，HTTPS 不仅能保证密文传输，重要的是还可以做到验证通信方的身份，保证报文的完整性。完美的解决了 HTTP 在安全性上的三大缺陷。
HTTP + 加密 + 认证 + 完整性保护 = HTTPS
加密
HTTPS 同时采用对称加密和非对称加密的机制保证安全传输：
- 对称密钥加密（Symmetric-Key Encryption），加密的加密和解密使用同一密钥。
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公开密钥加密（Public-Key Encryption），也称为非对称密钥加密，使用一对密钥用于加密和解密，分别为公开密钥和私有密钥。公开密钥所有人都可以获得，通信发送方获得接收方的公开密钥之后，就可以使用公开密钥进行加密，接收方收到通信内容后使用私有密钥解密。
具体来说 HTTPS 使用公开密钥加密用于传输对称密钥，之后使用对称密钥加密进行通信。（下图中的 Session Key 就是对称密钥）
认证
HTTPS 通过使用 证书 来对通信方进行认证。
数字证书认证机构（CA，Certificate Authority）是客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构。服务器的运营人员向 CA 提出公开密钥的申请，CA 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开密钥证书后绑定在一起。
进行 HTTPS 通信时，服务器会把证书发送给客户端，客户端取得其中的公开密钥之后，先进行验证，如果验证通过，就可以开始通信。
使用 OpenSSL 开源程序，每个人都可以构建一套属于自己的认证机构，从而自己给自己颁发服务器证书。但浏览器在访问该服务器时，会显示“无法确认连接安全性”或“该网站的安全证书存在问题”等警告消息。
完整性
TLS / SSL 提供报文摘要功能来验证完整性。
常见的完整性校验方式是通过摘要算法（如散列函数、哈希函数等）把数据压缩成为一个 Hash 码，无法逆推，也很难找到两个不同的信息其hash结果是相同的。然后发送方把信息和 Hash 码一起发送，接收方根据信息重新计算 Hash 码进行对比。
但光有摘要算法还不足以保证数据的完整性，因为可能是信息整体包括 Hash 的计算值都被替换了。在TLS协议中，有一个称为MAC（Message Authentication Code）的机制用于确保数据的完整性。MAC是基于密钥的哈希函数，它使用密钥和数据生成一个固定长度的校验值。发送方在发送数据之前，会使用密钥计算MAC，并将其与数据一起发送。接收方使用相同的密钥计算接收到数据的MAC，并与发送方发送的MAC进行比对。如果两者匹配，就说明数据未被篡改。
所以，这里的完整性需要的前提是，通信双方拥有共同的密钥，才可以进行通信，也即完整性依赖于前面的加密才得以实现。