HTTPS--CA认证

证书颁发机构（CA, Certificate Authority）是负责发放和管理数字证书的权威机构，并作为电子商务交易中受信任的第三方，承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。

如何向 CA 申请证书

（当然不是所有的申请流程都如下所述，但原理都是一样的）
我们需要使用一个 openssl 软件，在这个软件中填写你申请所需的基本信息，如国家、公司、域名、邮箱、非对称算法等等。让后我们会得到两个文本文件。(xxx表示你申请的域名)

xxx.csr 这是需要发给CA机构申请证书用的文件

xxx.key 这是服务器非对称用的私钥

• .csr 文件包含什么？

  该文件解码后可以看到包含三部分信息：

  1. 域名基本信息
  2. 公钥，和上面的私钥是一对
  3. 签名

• 解释 签名

  签名的过程：将1、2两部分信息进行 sha256 散列得到 hash 值，然后通过RSA算法对hash值进行加密，密钥为上面提到的私钥。

  签名的作用：提供给CA校验该csr文件的有效性。CA收到csr后，使用公钥解密，然后也将1、2部分信息进行hash，与解密的数据对比，相同则说明数据没有被篡改过。

  • 为什么要先hash再加密，直接加密不行吗？

    hash是一种摘要算法，元数据可能很大，直接对非常大的数据加密效率太低，密文也会很大，因此先对要加密的数据进行hash获取它的摘要信息，有效性是一样的。

CA 收到申请者的CSR文件后，进行审核，通过后就会下发证书文件。

证书文件

发回的证书可能包含两个文件：

1. 申请域名的证书

2. 证书链（包含多个节点，每个节点都是一份证书）

   通常是.pem或.crt后缀的文本文件。

每个证书的内容主要也包含三部分：

1. 基本信息，如证书颁发机构、有效期、证书申请信息
2. 公钥，即服务器非对称用的公钥
3. 签名，对上面部分进行hash再用 CA 的私钥加密签名（也是用于客户端验证证书的有效性）

客户端如何验证证书？

通常一个证书链有多个证书节点，这里我们拿有3个节点的链举例：

• DST Root CA X3 根证书节点
  • Let's Encrypt Authority X3 中间证书节点
    • xxx.com 申请者自己的证书

证书链是环环相扣，由根节点签发中间节点，中间节点签发域名证书。

• 验证流程：

1. 客户端访问 xxx.com 时，服务器会返回证书链；
2. 客户端首先判断 xxx.com 证书是否可信，主要是通过验证签名，这里就需要加密这个证书的公钥。即中间节点的CA公钥。
3. 因此去中间节点寻找公钥，中间节点证书第二部分就是CA的公钥，但我们还不能保证中间节点证书的有效性，因此还需先对中间节点进行签名验证，这时就需要去根节点找公钥。
4. 根节点CA包括一些非常权威的CA机构，他们的证书库通常被内置在操作系统中或浏览器中。我们找到根节点的CA公钥，然后一步步回去验证下面节点的有效性。都验证通过了，则该证书有效。客户端获得了服务器的公钥可以进行非对称加密了。

HTTPS通信大致过程

1. 建立tcp连接
2. 开始TSL握手
   1. client hello
   2. server hello
   3. server发送证书、非对称公钥
   4. client回传PreMaster Key
   5. 生成对称加密密钥Master Key，结束
3. 开始对称加密传输

具体流程可看我的博客《抓包观察TSL1.2握手过程》