HTTPS 的故事

本文其实总体算是一篇译文，原作在此 HTTPS explained with carrier pigeons, 看完不禁感叹作者的思路清奇，于是跟风把原文重新“诠释”一下 ...

你在 Internet 上的所有活动，其实都可以归类为 往服务器发送数据 以及 从服务器接受数据，也就是你与服务器的通信。原文作者对这个行为给了一个神奇的比喻：有一只信鸽在你与服务器之前传送消息。

同理，我们也把网络活动中的其他基本元素拟人化，这样这个故事才会完美 ...

LiLei 跟 HanMeimei 通信，情敌 Jim Green 是个 hacker, 当然，信使自然就是 Polly 了。

接下来，请开始你的表演 ...

情窦初开

李雷想告诉韩梅梅：“I LOVE U”，于是李雷写好情书，绑在 Polly 的腿上，让 Polly 去韩梅梅家，韩梅梅拿到情书，呵呵一笑，哦不，娇羞一笑，OK，一次信息传递成功。

情窦初开

有人使坏

然而，喜欢韩梅梅的不止李雷，还有 Jim Green，他半路截取了 Polly，看到“ I LOVE U”，顿生醋意，愤而把消息改成 "F**K OFF" ... 当韩梅梅收到信时，爱情的萌芽必然就被扼杀了，因为韩梅梅并不知道李雷发来的消息被半路拦截并篡改了。

有人使坏

加密消息

上次的事情后，李雷花了用了 1024 天向韩梅梅解释，最终让韩梅梅相信是有人在背后捣鬼，于是，他俩这次学乖了，决定把消息加密，俩人约定好，发送时把消息中的字母都向字母表后移 1 位，也就是发送 “J MPWF V”，这时就算 Jim Green 把 Polly 截了也不知道他们的消息是什么意思，只有韩梅梅知道消息解码的规则，她将每个字母对应字母表前移一位就知道原始消息是“ I LOVE U”，掩面娇羞...

加密消息

插播科普上面这种加密消息的方式就是对称加密，你知道如何加密，也知道如何解码。然后李雷跟韩梅梅用的字母表偏移的加密方法叫 Caesar cipher, 凯撒加密。现实世界中用的加密算法会更复杂，但是基本原理相同。

假如他们之前没见过

对称加密在只有发送和接收方知道加密算法和密钥的时候，是安全的。但是问题是，如果李雷和韩梅梅在通信之前都没见过，那他们就没法约定加密算法和密钥了。

旁白：那可以先通信一次把通信方式和密码发过去，然后再发消息呗？

然而，Jim Green 又不是傻，看见 Polly 第一次飞过去，拦下来，哦，原来你们要用凯撒加密，密钥是 1 ... 上面说了，加密方式只有发送方和接受者知道时是安全的，现在第三个人知道了，不安全了。

他们的通信需要更安全的加密系统 ...

PS：在现实中，如果使用对称加密，客户端和服务端都需要保存大量的加密算法和对应的密钥，管理成本巨大且容易泄漏。

让 Polly 抱个密码箱

李雷和韩梅梅想出来了一个复杂的通信流程：

李雷先让 Polly 不带情书飞到韩梅梅家；

韩梅梅在 Polly 身上绑一个开着的密码箱，密码只有韩梅梅知道，然后让 Polly 飞回去；

李雷在 Polly 回来的时候，把情书放进去，把密码箱锁起来，让 Polly 再飞到韩梅梅家；

韩梅梅拿到密码箱，打开，拿到情书，掩面娇羞；

让 Polly 抱个密码箱

Polly 内心旁白，MMP，你们谈个恋爱累死老子了 ...

就通过这样的流程，他们安全的谈情说爱，Jim Green 无计可施 ...

插播科普上面这种加密方式是非对称加密，非对称的含义相对于对称来说，就是你即使知道怎么加密的的方式，也不知道怎么解密，对应上面的流程就是李雷锁的密码箱却没办法打开。

术语来讲的话，就是我们熟知的公钥和私钥，服务端将公钥（密码箱）发送给客户端，客户端使用公钥加密信息（锁箱子），服务端接受消息后使用私钥（仅韩梅梅知道的密码）解密。

密码箱安全吗

然而问题还没有结束 ...

李雷拿到开着的密码箱，如何确定这个密码箱就是韩梅梅让 Polly 带过来的？Jim Green 能截消息，也能截密码箱然后换成自己知道知道密码的密码箱呀，这样的话，通信同样不安全（即公钥来源的安全性）。

李雷必须要知道箱子是不是韩梅梅的，于是韩梅梅想到一个办法，她在密码箱上签上自己的名字，当李雷拿到盒子的时候，就可以看签名是不是韩梅梅的从而决定是否安全。

然而，还又同样的问题，Jim Green 同样也能伪造签名呀 ...

恶魔李雷：妈蛋的，这恋爱老子不谈了！

天使李雷：山无棱天地合乃敢与君绝

天使战胜了恶魔，故事继续 ...

公信

我们需要一个有公信力的人 --郑叔-- 来代替签名，他是大家公认的好人，只会给认证过的合法的人签名，签名的密码箱的来源都确实就是需要签名的本人。

这样，Jim Green 就不能换箱子和伪造签名了，一旦没有郑叔的认证，李雷就可以断定这不是韩梅梅的箱子，不安全。

公信

同样，术语上，郑叔就是 Certification Authority，认证机构，有权利颁发证书（签名）。

在这个关系链中，信任CA是基础，因为，其实也会有 CA 告诉你他自己是安全的，他会给自己颁发证书。对应例子中，就是如果 Jim Green 也是个有公信力的人然后给自己签名那就没得玩了，但是我们“相信” CA 都不会做这样的坏事，所以 Jim Green 不会是 CA.

Polly 好累

对比最初的消息，我们为了安全，本来只用送一封信，却加了一个密码箱和一个签名，运输成本重多了，Polly 累了，不开心了 ...

于是，他们决定，消息体还是以凯撒加密的方式传输，然后偏移步长用郑叔签名的保险箱发送，这样就可以平衡消息的安全性和传输的成本问题。

术语解释就是非对称加密会影响传输速度，因为消息体变大了，所以通常综合性能和安全性考虑，会用对称加密消息体，非对称加密用来编码对称加密的密钥。

结语

故事中通信的过程其实就是原始的 HTTP 到 HTTPS 的演进过程，当然隐藏了真实通信的很多细节，比如三次握手 ... 但是大体上描述了原理和部分细节。