各位老师好，我现在是一名桂电大一新生，25高考的，就读于密码学专业，前段时间研究SIS构造测的时候，入门了单向函数和陷门生成算法，以此牵扯出了CA证书和数字签名等等内容，因为这块内容比较系统，我自己就借助了经典的https加密进行学习，在此想要分享一下自己的学习经历。

       首先，如果是大部分入门密码学的人，看到诸如对称，非对称加密，密钥管理与分发，数字签名，CA证书，密码协议等等很多概念肯定都会一头雾水，因为密码学是一个高度体系化的领域，往往是好不容易弄清了一个概念，却发现到了实际情况还要去学其他很多概念，并且还非得弄清楚不同概念之间的联系（别问我为什么知道，因为自己其实已经被这个问题困扰很久了，直到最近才勉强理清一点点），所以此次想要借助https辅助一下，看看能不能稍微融会贯通一点，OK话不多说接下来进入正题。

       对于https，各位肯定很熟悉，也就是浏览器curl里面最前面的那几个字符，最典型的就是https://www+域名这种，而https也就是所谓的密码学协议，全称Hypertext Transfer Protocol Secure，但是至于这个协议如何起作用的，这里面涉及的东西就比较多了，由于https主管通信侧，所以核心问题是如何在互联网这个开放性的虚拟世界里面，建立两个人之间的可信通信信道，以下是具体过程。

        第一，当我们在浏览器输出curl并回车后，浏览器会自动把curl解析成对应ip地址，也就是对应网页服务器所在的ip，此时本地设备会先通过庞大的路由节点，与ip建立连接，也就是找到对方的位置，这个过程俗称TCP三次握手，为的是先确保能够建立通信链路（这个过程和密码学关系其实不大）

        第二，建立通信链路之后，要怎么确保对方一定是正确的服务器呢？这就是TLS加密的开端，需要用数字签名+CA证书+哈希函数（通常为SHA-384）进行操作，首先，服务器会把自己的公钥、域名等信息，提前拿去给CA机构。CA机构用自己的私钥对这些信息进行签名，生成一个数字证书。所以，服务器的CA证书里包含了自己的公钥，以及CA对这份公钥的签名。当本地设备访问网站时，服务器会把自己的CA证书发送过来。本地设备（浏览器或操作系统）内置了信任的CA根证书（即CA的公钥），它会用CA的公钥去解密证书里的数字签名，得到一份消息摘要（Hash值1）。同时，本地设备自己也会用同样的哈希函数对证书内容重新计算，得到另一份消息摘要（Hash值2）。如果Hash值1和Hash值2完全一致，就说明证书内容没有被篡改，且确实是由那个权威CA签发的。最后，再检查证书里的域名和自己正在访问的域名是否一致，就能确认对方的身份了。

       第三，确认对方身份无误后，接下来要做的就是生成对称密钥了（因为高效传输海量信息一般用对称加密，而对称加密的密钥必须双方共享），至于如何生成私钥，就是要用非对称加密了，这里一般是用ECC，也就是椭圆曲线离散对数困难型问题为基础，用ECDHE协议来协商出共享秘密（具体来说，AES的会话密钥，是基于这个共享秘密、加上客户端和服务器的随机数，通过HKDF等等密钥派生函数进一步生成的），当然此处私钥都是在本地，用于后续的加密，到这里TLS加密就结束了。

        第四，这个时候已经有了会话密钥了，然后就可以进行加密了，一般来说，明文数据都是在物理设备本地进行相关的加密，也就是在操作系统的sys程序里面，然后经过网卡包装，加上设备ip，mac等等信息生成数据包，最后呢通过已经建立好的发送出去，而加密的过程就是用对称加密，一般是AES，安全性高而且效率也高。

        一般来说，此时发送出去的数据为密文，就算被劫持也没有大碍，因为第三方既没有你的本地私钥，也没有你的具体加密手段，但是数据到达服务器之后，就会被自动解密成明文，存储在服务器的后端数据库里面，因为之前在本地生成的私钥是本地和服务器共享的，所以说服务器是完全可以解密的，此时想要从web的后端数据库获得明文，就是另外一码事了，（此处说个题外话，如果直接ping任意网页的话，是直接向对应服务器发送icmp数据包，是不涉及TCP三次握手和TLS加密的）

       总之，以上只是我个人关于密码学在https当中实际应用的一些思考，内容深度比较浅，同时也难免有细节有误的地方，欢迎各位老师积极进行指正，同时有好的建议也欢迎指出！我将不吝感激！