HTTP vs HTTPS ：安全与性能的较量

导言：

在今天的数字时代，互联网已经成为我们生活中不可或缺的一部分。我们在日常生活中使用它来获取信息、沟通、购物、娱乐和工作。但是，背后的技术基础却常常被忽视，这就是HTTP和HTTPS协议。

HTTP（超文本传输协议）和HTTPS（安全的超文本传输协议）是互联网通信的两个关键元素，它们在您每次浏览网页、发送电子邮件或进行在线交易时都发挥着至关重要的作用。这两者之间的微妙差异，可能会对您的在线安全和隐私产生深远的影响。

无论您是网站管理员、网络安全爱好者，还是普通互联网用户，理解HTTP和HTTPS的差异都对您有益。让我们一起深入研究这两种协议，以确保您在互联网上的冒险时能够更加放心，更安全。

HTTP - 超文本传输协议

HTTP是一种应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据。它建立在更底层的传输层协议之上，通常使用TCP（Transmission Control Protocol）作为它的传输协议。HTTP定义了请求和响应的格式，以及客户端和服务器之间的通信方式，使我们能够访问Web页面、下载文件、发送表单数据等。

1、HTTP的几个重要版本:

HTTP/0.9： 最早的HTTP版本是HTTP/0.9，于1991年发布。

它是一种非常简单的协议，只支持GET请求，没有HTTP标头，
响应只能是HTML文本。这个版本的HTTP被用于最早的Web页面传输。

HTTP/1.0： 在HTTP/0.9之后不久，HTTP/1.0于1996年发布。

引入了更多的HTTP方法，如POST，支持多媒体内容（如图片和音频），
并且引入了HTTP头部，允许传递元数据和附加信息。

HTTP/1.1： HTTP/1.1于1997年发布，是一个重要的版本升级。

它引入了持久连接（keep-alive），可以在单个连接上传输多个请求和响应，以减少延迟。
引入了虚拟主机（Virtual Hosting）支持，允许多个网站在同一台服务器上运行。

HTTP/2： HTTP/2于2015年发布，带来了显著的性能改进。

采用了多路复用技术，允许多个请求和响应在一个连接上同时传输，减少了延迟。
HTTP/2还支持头部压缩，减少了数据传输量。

HTTP/3： HTTP/3是最新的HTTP版本，于2020年发布。

它基于Google开发的QUIC协议（Quick UDP Internet Connections）
使用UDP而不是TCP来改进性能。
HTTP/3继续提高性能和安全性，使Web页面加载更加快速和可靠。

2、HTTP的工作原理，客户端和服务器之间的交互。

HTTP（超文本传输协议）是一种用于在客户端和服务器之间传输数据的协议，它的工作原理涉及到客户端和服务器之间的请求和响应过程。下面是HTTP的工作原理和客户端与服务器之间的交互过程的简要描述：

• 建立连接： 通常，HTTP使用TCP（Transmission Control Protocol）作为其传输层协议，客户端通过与服务器建立TCP连接来开始通信。这是一个面向连接的过程，它需要三次握手以确保双方建立了可靠的通信通道。
• 客户端发送请求： 一旦建立了连接，客户端可以发送HTTP请求。HTTP请求通常包括以下部分：

请求方法（例如，GET、POST、PUT、DELETE等）：指定客户端要执行的操作。 
请求的资源路径（URL）：指定服务器上的资源，如网页或文件。 
HTTP版本号：指定所使用的HTTP协议版本。 
可选的请求头：包含关于请求的附加信息，如用户代理、cookie等。 
可选的请求正文：通常用于POST请求，包含客户端发送给服务器的数据。

• 服务器处理请求： 一旦服务器接收到请求，它会解析请求，并根据请求的内容和服务器上的资源来执行相应的操作。这可能涉及到检索、修改或生成响应数据。
• 服务器发送响应： 服务器根据请求生成HTTP响应。HTTP响应通常包括以下部分：
• 响应状态码：指示请求的成功或失败状态（例如，200表示成功，404表示未找到资源，500表示服务器内部错误等）。
• 响应头：包含关于响应的元数据，如内容类型、日期、服务器信息等。
• 可选的响应正文：包含实际的数据，如HTML文档、图像、文本等。
• 客户端接收响应： 客户端接收来自服务器的HTTP响应，它解析响应并采取适当的操作。这可能包括在浏览器中呈现网页、下载文件或执行其他操作，具体取决于响应的内容和客户端的行为。
• 断开连接： 一旦交互完成，客户端和服务器可以选择关闭TCP连接，释放资源。在HTTP/1.1中，通常会使用持久连接来重复使用连接以减少延迟。

它允许客户端和服务器之间的数据传输和通信。HTTP是无状态的协议，这意味着每个请求都是独立的，服务器不会保持关于客户端的状态信息，每个请求都需要包含足够的信息以便服务器能够理解和处理它。

3、代码模拟HTTP连接处理请求

import java.io.*;
import java.net.*;

public class SimpleHttpServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建服务器Socket，监听端口:8080
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
            System.out.println("HTTP Server started port 8080.");

            while (true) {
                // 等待客户端连接
                Socket client = serverSocket.accept();
                System.out.println("Client connected...");

                // 从客户端获取输入流
                BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

                // 获取客户端的HTTP请求
                String requestLine = in.readLine();
                System.out.println("Received HTTP Request:n" + requestLine);

                // 构建HTTP响应
                String response = "HTTP/1.1 200 OKrnrnHello, HTTP World!";
                PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
                out.println(response);

                // 关闭连接
                clientSocket.close();
                System.out.println("Client disconnected.");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、HTTP的不安全性，数据传输的明文性

HTTP的不安全性主要源于数据传输的明文性，这意味着在HTTP通信中，数据以纯文本的形式在客户端和服务器之间传输，而不进行加密或保护。这种明文传输导致了以下安全问题：

• 敏感数据的泄露： 因为HTTP通信中的数据是明文的，所以敏感信息如用户名、密码、信用卡号等在传输过程中容易被恶意攻击者拦截和窃取。这使得用户的个人信息和隐私处于风险之中。
• 窥探： 第三方可以在传输过程中窥探HTTP请求和响应，因为数据没有加密。这使得黑客或其他恶意实体能够轻松地截取、监视传输的数据。
• 中间人攻击： 攻击者可以在客户端节点和服务器节点之间插入自己节点，自由的获取并篡改数据。这种中间节点攻击威胁了数据的完整性和安全性。

HTTPS - 安全的HTTP

HTTPS（安全的超文本传输协议）是HTTP（超文本传输协议）的安全版本，它在HTTP的基础上添加了加密和安全性层，以提供更高级的数据保护和隐私保障。

1、HTTPS是什么，HTTPS特点

• 数据加密： HTTPS使用TLS（Transport Layer Security）或SSL（Secure Sockets Layer）等加密协议，将数据在客户端和服务器之间进行加密传输
• 身份验证： HTTPS通过数字证书对服务器进行身份验证，确保客户端连接到的是合法的服务器，而不是中间人或恶意伪装的服务器。
• 数据完整性： HTTPS通过使用消息认证码（MAC）等机制来验证数据的完整性。这确保在传输过程中数据没有被篡改或损坏。
• 信任和权威性： 使用HTTPS的网站需要获得有效的SSL/TLS证书，证书由受信任的第三方证书颁发机构（Certificate Authorities，CA）颁发。增加了网站的可信度，浏览器可以信任其提供的内容。
• 防止混合内容攻击： 在HTTPS页面上，浏览器通常会阻止来自非安全（HTTP）来源的内容加载，从而减少混合内容攻击的风险。

2、SSL/TLS（安全套接层/传输层安全）协议.

SSL/TLS的作用： SSL/TLS协议用于加密客户端和服务器之间的数据传输，以确保数据的保密性和完整性。它广泛用于互联网通信、安全电子邮件、虚拟私人网络（VPN）、在线支付等领域。

握手过程： 在SSL/TLS通信开始之前，客户端和服务器会进行握手过程，以建立安全连接。这个过程包括以下步骤：

协议版本协商：客户端和服务器协商使用的SSL/TLS版本。
密钥交换：客户端和服务器协商一个用于加密通信的共享密钥。
证书验证：服务器向客户端提供数字证书以验证其身份，客户端可以验证证书的有效性。
密钥确认：客户端和服务器确认加密密钥的生成。

• 数据加密： 一旦握手完成，SSL/TLS协议使用共享的密钥来加密数据。这确保了在传输过程中，第三方无法轻易读取通信中的数据。
• 数据完整性： SSL/TLS还使用消息认证码（MAC）等技术来验证数据的完整性。如果数据在传输过程中被篡改，接收方将检测到并拒绝接受损坏的数据。
• 证书和身份验证： SSL/TLS使用数字证书来验证服务器和客户端的身份。这确保了用户连接到合法的服务器，而不是中间人或恶意伪装的服务器。

SSL/TLS协议是一种关键的加密和安全性协议，用于保护互联网通信的安全性和隐私。它通过握手过程、数据加密、数据完整性验证和身份验证等技术，确保了数据在传输过程中的保密性和完整性，从而防止窥探、篡改和中间人攻击。TLS 1.3是最新的TLS版本，它继续改进了安全性和性能。

3、HTTPS如何加密数据传输，保护用户隐私。

HTTPS通过以下方式加密数据传输，从而保护用户隐私：

• SSL/TLS协议：HTTPS使用SSL（安全套接层）或TLS（传输层安全）协议来建立安全连接。这些协议使用加密算法来确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。
• 数据加密：HTTPS使用对称密钥和非对称密钥加密技术。对称密钥用于加密和解密实际数据，而非对称密钥用于安全地交换对称密钥。这确保了数据在传输过程中保持机密性。
• 数字证书：HTTPS使用数字证书来验证服务器的身份。这些证书由受信任的证书颁发机构（CA）签发，用于确认网站的合法性，防止恶意伪装。
• 数据完整性：HTTPS还使用消息认证码（MAC）来验证传输数据的完整性，确保数据在传输过程中没有被篡改。

综合这些措施，HTTPS提供了一种安全的通信方式，保护用户的隐私并防止中间人攻击，确保数据在互联网上的安全传输。这是在线银行、电子商务和其他敏感数据传输的标准安全协议。

HTTP和HTTPS的比较

数据传输速度：

HTTP：传输的数据未经加密，因此相对较快。HTTP连接的建立和数据传输过程较简单，适用于快速获取非敏感信息的场景。

HTTPS：传输的数据经过加密处理，因此会稍微减慢传输速度。在建立安全连接和加密解密数据的过程中会增加一些延迟。

数据加密：

HTTP：HTTP传输数据是明文的，数据以纯文本形式在网络上传输，不经过加密或保护。这意味着攻击者可以比较容易地拦截、查看和修改传输的数据。

HTTPS：HTTPS通过使用SSL/TLS协议对数据进行加密和保护。数据在传输过程中被加密，使得攻击者无法轻易理解或修改其中的内容。这提供了更高的安全性和隐私保护。

数据完整性:

HTTP不提供数据完整性保护。数据在传输过程中是明文的，没有经过加密或校验和。
这意味着攻击者可以拦截HTTP传输的数据并进行未经授权的修改、篡改或注入恶意内容，而用户和服务器之间的通信对此一无所知。

HTTPS使用消息认证码（MAC）等技术来验证数据的完整性，确保数据在传输时没有被篡改或修改。

身份验证:

HTTP：HTTP没有提供对服务器身份的验证机制，因此无法确定您是否连接到您打算连接的服务器。

HTTPS：HTTPS使用SSL/TLS证书来验证服务器的身份。这确保您连接到了合法的服务器，减少了中间人攻击的风险。

HTTP和HTTPS的主要使用场景

HTTP主要使用场景

• 静态网页访问：HTTP最初设计用于传输和呈现静态网页内容。它仍然用于访问不涉及敏感信息或隐私的公开信息，如新闻、博客和一般网页。
• 开发和测试环境：在开发和测试过程中，HTTP通常用于临时网站和本地开发服务器，以便快速测试和调试网站功能。
• 内部网站：在某些内部网络环境中，HTTP可能仍然用于传输内部信息，因为内部通信可能不涉及互联网上的公共网络。

HTTPS主要使用场景

• 电子商务和在线支付：HTTPS在电子商务网站和在线支付平台中广泛使用，以确保用户的敏感信息（如信用卡信息）在传输过程中得到保护。
• 登录和身份验证：HTTPS用于用户登录、账户管理和身份验证，以防止密码和个人信息被拦截或泄漏。
• 敏感数据传输：任何涉及敏感数据传输的应用程序，如医疗记录、金融交易、法律文档等，都应使用HTTPS来保护数据的隐私和完整性。
• 在线表单和用户输入：HTTPS用于保护用户在在线表单中输入的信息，以防止信息泄露或被篡改。

HTTP主要用于不涉及敏感信息的公开内容，而HTTPS则用于要求数据保密性、完整性和身份验证的敏感信息传输场景，以确保数据的安全性和隐私保护。随着对数据隐私和安全性的日益重视，HTTPS的使用已经成为互联网上的标准。

http如何过渡到https

以上介绍了HTTP对比HTTPS的优点，HTTPS作为当前架构下最安全的协议，虽然不是绝对安全的，但是极大的提升了中间人的攻击成本，成为当前互联网最常用的协议，那么在进行互联网项目部署时，应该怎么样从HTTP迁移到HTTPS呢? (以nginx为例)

• 购买SSL证书：根据自己的业务，选择合适的证书类型，然后可在第三方SSL证书认证机构（CA）官方网站进行购买。
• 证书解压：将证书进行解压，一般证书包含.key 和 .pem文件。
• 证书上传：证书上传到nginx证书文件夹(/usr/local/nginx/conf/cert)。
• 编辑配置文件：vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf，需修改内容包括端口，域名，证书名称，私钥名称等。
• 配置HTTP重定向HTTPS。
• 重启nginx: systemctl restart nginx。