Google Chrome 從 Chrome 69 開始，網站使用 HTTP（HyperText Transfer Protocol）時會在網址列提示「不安全」，藉此推動開發者改用 HTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）。HTTP 與 HTTPS 的差別到底是什麼？HTTPS 如何讓資料傳遞變得安全？
HTTP 的資料傳輸#
HTTP 全名是超文本傳輸協定（HyperText Transfer Protocol），內容只規範了客戶端請求與伺服器回應的標準，實際上是藉由 TCP (Transmission Control Protocol) 作為資料的傳輸方式。
例如使用者送出了一個請求，經過 TCP 三向交握（TCP Three-Way Handshake）之後，資料便能透過 TCP 傳遞給伺服器，並等待伺服器回應；然而這個一來一往的傳輸過程，資料都是「明文」；如果傳遞的過程中有惡意竊聽者，資料便有機會被窺探、盜用。
這類威脅其實非常多：
- 惡意使用者偽裝成公用無線網路釣魚，使用者連上後便能擷取封包窺探內容
- 即使排除這類免費無線網路，也無法確認連線到目標伺服器路上的每個節點都不會窺探、側錄資料
傳遞內容不加密，等於在網路上裸奔。要避免這些風險，必須加密資料。
加密#
加密指的是把明文資料轉換成無法讀取的內容（密文），並且密文能藉由特定的解密過程，將其回復成明文。
讓部分開發者時常混淆在一起的是「雜湊」，雜湊是單向的，加密則是可以解密回明文，兩者並不相同。
共用金鑰加密#
像是可能大家都有聽過的「凱薩加密法」，就是一個非常基本的加密方式：將明文的字母全部位移固定的距離，解密時再位移回來；例如明文是「EGG」，位移距離（金鑰）為 3，那麼加密後的密文就會是「HJJ」。
當然，真實的環境不會用這種很容易被解出來的加密方式，而是會透過例如 AES（Advanced Encryption Standard）等方式進行加密；但兩者同樣的是，都會透過同一個金鑰來進行加密與解密，因此我們把這類的加密方式稱為「共用金鑰加密」，或是「對稱式加密」。
經過共用金鑰加密，資料傳遞就安全了嗎？其實不然。想像一下網路通訊的情況，如果通訊的兩人需要透過共用金鑰加密進行通訊，勢必要先讓兩人都知道要用來加密的金鑰是什麼，那麼當其中一方決定要發起通訊時，就必須要先直接傳遞金鑰給對方，但這個金鑰是沒有加密、可能會被窺探的，如果竊聽者在通訊開始前就開始竊聽，便能得到密鑰，後面傳遞的密文，也就可能會被竊聽者窺探。
看來要安全的進行通訊，就需要其他的加密方式；例如「迪菲-赫爾曼密鑰交換」，或是我們接下來要談的「公開金鑰加密」。
公開金鑰加密#
公開金鑰加密，也有人之稱為「非對稱式加密」；在這個加密規則中，每個通訊者都會有成對的兩把鑰匙：一把「公鑰」，一把「私鑰」，顧名思義，公鑰是所有人都看得到的，而私鑰是只有通訊者自己才看得到的；每個資料被任意一把鑰匙加密後，必須要透過與之配對的另一把鑰匙才能解密；例如我用我的私鑰加密的密文，就只能被我的公鑰解密，反之亦同。
在這樣的規則下，進行通訊會發生什麼事呢？假想一下：Alice 和 Bob 準備進行通訊，而 Eve 是不懷好意的竊聽者；Alice 把要傳遞的明文經過 Bob 的公鑰進行加密後，再進行傳遞，由於 Bob 的私鑰只有 Bob 擁有，即使 Eve 竊取到了密文，也無法將其解密回明文。
這樣子是不是就可以安心進行通訊了呢？很遺憾的，還是沒辦法；因為通訊的雙方，雖然看得到對方的公鑰，但沒辦法證明這個公鑰是通訊的對方所擁有。
我們設想另一個情況：Alice 和 Bob 準備進行通訊，而 Eve 是不懷好意的竊聽者，且 Alice 和 Bob 都把 Eve 當成是通訊的對方；這樣的情境下，Alice 把明文用 Eve 的公鑰加密後，將密文傳遞出來，隨即被 Eve 攔截、解密後，再用 Bob 的公鑰重新加密明文，再傳遞給 Bob，反之亦同，這樣子 Alice 和 Bob 都不會知道有 Eve 的存在，但 Eve 卻成功的取得了通訊內容；這就叫做「中間人攻擊」。
那怎麼辦呢？我們需要一個能證明公鑰屬於誰的方法。
數位憑證#
因此就出現了「憑證頒發機構」，例如 Alice 和 Bob 要準備進行通訊；在開始之前，Alice 必須先提供公鑰與 Email，向憑證頒發機構申請憑證，憑證頒發機構核可後，便會透過「數位簽章」包裹 Alice 提供的資料，製作成「數位憑證」。
當通訊開始時，Alice 會先傳遞數位憑證給 Bob，而 Bob 便可以透過數位簽章，來證明憑證的內容確實是屬於 Alice 的；如此一來，證明公鑰是屬於誰的問題就被解決了，即使竊聽者想要從中竊聽，也因為憑證頒發機構的數位簽章，竊聽者將無從介入通訊過程。
這樣聽起來，憑證頒發機構非常重要啊，全世界網站這麼多，需要進行通訊的請求自然也非常多，不可能全部都詢問同一個機構吧？沒錯，實際上的憑證頒發，會由終端數位憑證由中介機構簽發、中介機構的憑證由更上游的中介機構簽發，直到源頭，它的憑證由自己簽發，這樣就形成了一個「信任鏈」。
簡單的說，因為我信任 A，所以 A 擔保的 B、C、D，以及 B 擔保的 E、F、G，我全部都相信。
HTTPS#
說了這麼多加密，所以到底什麼是 HTTPS？
HTTPS 全名為超文本傳輸安全協定，那個 S 就是 Secure 的意思；HTTPS 透過 HTTP 進行通訊，但通訊過程使用 SSL/TLS (Transport Layer Security) 進行加密，藉由類似於前述的加密方式，在 HTTP 之上定義了相對安全的資料傳輸方法。
由於非對稱加密的運算量較高，傳遞回應較慢；實際的架構上，會透過公開金鑰加密傳遞出共用的金鑰，再透過共用金鑰加密進行後續的傳遞，兼顧了安全性及傳遞速度。
結語#
從加密方式出發，考慮每種加密過程可能受到的攻擊，逐步演變成現今最普遍的加密方式，並藉此說明 HTTP 與 HTTPS 的差異，希望幫助讀者理解網路通訊中最基礎的安全知識。
原文出處#
- 原書/iThome：https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10227910