что такое https протокол и для чего он
Что такое протокол HTTPS и принципы его работы
В статье мы расскажем, что означает HTTPS в адресе сайта, как работает этот протокол и зачем вообще переходить на безопасное соединение.
Что такое защищенное соединение HTTPS
Миллионы интернет-пользователей постоянно обмениваются информацией. Это могут быть как дружеские беседы, весёлые картинки, рабочие переписки, так и банковские и паспортные данные, номера договоров и другая конфиденциальная информация. Работа всей всемирной паутины основана на протоколе HTTP. Благодаря нему пользователи могут передавать данные.
Сначала HTTP (HyperText Transfer Protocol) использовался только как протокол передачи гипертекста (текста с перекрёстными ссылками). Однако позже стало понятно, что он отлично подходит для передачи данных между пользователями. Протокол был доработан для новых задач и стал использоваться повсеместно.
Несмотря на свою функциональность у HTTP есть один очень важный недостаток ― незащищённость. Данные между пользователями передаются в открытом виде, злоумышленник может вмешаться в передачу данных, перехватить их или изменить. Чтобы защитить данные пользователей, был создан протокол HTTPS. Что же значит HTTPS? Расшифровка HTTPS ― HyperText Transfer Protocol Secure (то есть защищённый протокол HTTP). HTTPS работает благодаря SSL/TLS-сертификату.
SSL/TLS-сертификат ― это цифровая подпись сайта. С её помощью подтверждается его подлинность. Перед тем как установить защищённое соединение, браузер запрашивает этот документ и обращается к центру сертификации, чтобы подтвердить легальность документа. Если он действителен, то браузер считает этот сайт безопасным и начинает обмен данными. Вот откуда взялась и что означает S в HTTPS.
Система HTTPS похожа на провод, который состоит из двух слоёв: медная сердцевина и оболочка. Медная сердцевина ― основная часть провода, по которой идёт ток. Оболочка защищает контакты от внешних воздействий. Так, медная сердцевина ― это HTTP-протокол, а защитная оболочка ― это SSL-сертификат. Такое сотрудничество создаёт безопасное HTTPS-соединение.
Данные вашего сайта под защитой
Установите SSL-сертификат, и ваш сайт будет работать по безопасному соединению HTTPS
Ключи шифрования
Кроме подтверждения подлинности сайта, SSL-сертификат шифрует данные. После того как браузер убедился в подлинности сайта, начинается обмен шифрами. Шифрование HTTPS происходит при помощи симметричного и асимметричного ключа. Вот что это значит:
Чтобы установить HTTPS-соединение, браузеру и серверу надо договориться о симметричном ключе. Для этого сначала браузер и сервер обмениваются асимметрично зашифрованными сообщениями, где указывают секретный ключ и далее общаются при помощи симметричного шифрования.
Итак, какова функция протокола HTTPS?
Также стоит упомянуть, какой порт используется протоколом HTTPS по умолчанию. HTTPS использует для подключения 443 порт — его не нужно дополнительно настраивать
Схема работы HTTPS
Итак, протокол HTTPS предназначен для безопасного соединения. Чтобы понять, как устанавливается это соединение и как работает HTTPS, рассмотрим механизм пошагово.
Для примера возьмём ситуацию: пользователь хочет перейти на сайт REG.RU, который работает по безопасному протоколу HTTPS.
Как работает HTTPS протокол
Зачем устанавливать HTTPS
Как мы говорили ранее, главная задача HTTPS — обеспечение безопасности передачи данных. Однако существует ещё несколько причин перейти на защищённое соединение:
Незащищённое соединение в Google
Незащищённое соединение в Яндекс
Визуальное обозначение привлекает внимание пользователей и заставляет отказаться от посещения сайта, поэтому есть риск потерять потенциальных клиентов.
Доверие. Сайты, которые заботятся о данных пользователей, вызывают доверие со стороны клиентов. Это добавляет лояльности аудитории.
SEO-оптимизация. Поисковые системы с недоверием относятся к сайтам, работающим по HTTP-протоколу. Даже при грамотной SEO-оптимизации можно не достичь желаемых показателей.
Сайты не обязаны работать исключительно по HTTPS-протоколу. Однако защита данных ― это важный элемент современной интернет-коммуникации. Не стоит пренебрегать безопасностью клиентов, которые доверяют организациям свои личные данные. Если вы хотите перевести ваш сайт на безопасное соединение HTTPS, обратитесь инструкция.
Защитите данные с помощью SSL
Защитите данные на вашем сайте от мошенников. Установите SSL-сертификат, чтобы сайт работал по HTTPS-протоколу.
Как протокол HTTPS защищает данные и как его установить?
Протокол HTTPS по праву считают ключевой технологией современного интернета и настоящим must have для любого сайта, который заботится о безопасности личных данных своих пользователей. В нашей новой статье вы прочтете о том, что такое HTTPS, чем он отличается от другого популярного стандарта HTTP, как он работает, зачем нужен и как внедрить его на свой сайт?
HTTPS – что это за протокол?
HTTPS – это защищенный протокол передачи гипертекста, который обеспечивает зашифрованную передачу данных между сервером сайта и его пользователями. В качестве инструментов шифрования в этом стандарте используются протоколы SSL/TLS, защищающие информацию методами криптографии.
Как известно, в основе принципа действия интернета находится HTTP – протокол передачи гипертекста. Это технология обмена данными между клиентом (пользователем) и сервером (сайтом): клиент отправляет на сервер запрос и тем самым инициирует интернет-соединение. Сервер же получает запрос, обрабатывает его и возвращает клиенту результат, позволяя открыть сайт или выполнить какое-либо действие на нем.
В процессе обмена данными между клиентом и сервером они могут стать доступны третьим лицам: начиная от злоумышленников-хакеров (которые хотят целенаправленно завладеть ими) и заканчивая интернет-провайдером или администратором сети. Для устранения подобных рисков протокол HTTP был усовершенствован – к нему добавили специальное расширение для шифрования соединения, после чего он получил название HTTPS (secured – защищенный). Обмен данными по зашифрованному протоколу проходит через порт 443, в то время как незащищенный протокол HTTP использует порт 80.
Таким образом, HTTPS – это не отдельный новый протокол, а тот же самый классический протокол HTTP, но защищенный криптографией. Он обеспечивает три важных принципа, позволяя шифровать (защищать от перехвата), сохранять (фиксировать любые изменения) и аутентифицировать (предотвращать перенаправление клиента) данные. Это и есть те самые 3 уровня защиты, благодаря которым HTTPS стал обязательным условием безопасности любых современных сайтов.
Как работает безопасное подключение HTTPS?
Когда пользователь вводит адрес сайта, его браузер отправляет на сервер сайта запрос о предоставлении его SSL-сертификата. В ответ сервер отправляет сертификат, после чего браузер верифицирует его в центре сертификации. На следующем этапе браузер и сервер «договариваются» шифровать соединение при помощи общего одноразового ассиметричного ключа, который создается автоматически при каждом входе на сайт. В итоге защищенное HTTPS взаимодействие между сайтом и браузерами посетителей шифруется криптографией. Даже если кто-либо посторонний перехватит эти данные, то он не сможет ими воспользоваться, так как они передаются в виде шифра.
Важнейшим фактором надежности и безопасности HTTPS считается проверка подлинности сертификата сайта – SSL аутентификация. Для того, чтобы сделать свой сайт защищенным, его владелец должен получить SSL сертификат, а затем загрузить его на сервер. Его выдают специальные центры сертификации, они же и верифицируют сертификат при запросе браузеров пользователей. Без верификации SSL считаются недействительными – если браузер не получит подтверждение от центра сертификации, то просто не даст пользователю зайти на этот сайт.
Виды SSL сертификатов
На сегодняшний день существует несколько видов SSL/TLS сертификатов:
Зачем и кому нужно шифрование данных HTTPS?
Итак, мы узнали, что такое HTTPS и как он защищает данные пользователей, но какие преимущества он дает владельцам сайтов и кому он нужен обязательно?
Если деятельность вашего сайта связана с обработкой персональных или тем более финансовых данных пользователей, то вы обязаны обеспечить их защиту – иначе вам не будут доверять. Например, многие посетители не рискнут даже регистрироваться (вводить логин и пароль) без безопасного подключения к сайту, не говоря уже о том, что чтобы указывать там цифры своей банковской карты для оплаты товара.
Более того, современные интернет-браузеры тщательно следят за наличием SSL сертификата сайтов. При попытке открытия сайта без ХТТПС любой браузер (Google Chrome, Mozilla Firefox и т.д.) сначала предупредит о том, что соединение будет незашифровано и его данные могут стать доступны посторонним.
Наличие HTTPS также положительно влияет на SEO-оптимизацию: поисковые системы учитывают наличие SSL сертификата, поэтому наличие безопасного подключения является важным фактором ранжирования сайтов.
Заключение: HTTPS – безопасное подключение к сайту
HTTPS – это усовершенствованная версия протокола передачи гипертекста HTTP, которая помогает шифровать передаваемые через него данные. Она обеспечивает безопасное подключение пользователей к сайту и защищает их персональную и финансовую информацию.
Для перехода на HTTPS владелец сайта должен получить и загрузить специальный SSL/TLS сертификат, который имеет несколько разновидностей с разной степенью защиты. Протокол HTTPS является почти обязательным стандартом для современных сайтов, особенно интернет-магазинов или других сайтов с опциями регистрации пользователей и онлайн-оплаты.
Время — самый ценный ресурс в современных бизнес-реалиях. Исключив из рабочих процессов рутину, вы получите больше возможностей для реализации самых смелых планов и идей. Выбирайте – можете дальше терять время, деньги и нервы на неэффективные решения, а можете воспользоваться ApiX-Drive, автоматизировав рабочие процессы и достигая результатов с минимальными инвестициями денег, сил и кадровых ресурсов.
Как HTTPS обеспечивает безопасность соединения: что должен знать каждый Web-разработчик
Как же все-таки работает HTTPS? Это вопрос, над которым я бился несколько дней в своем рабочем проекте.
Будучи Web-разработчиком, я понимал, что использование HTTPS для защиты пользовательских данных – это очень и очень хорошая идея, но у меня никогда не было кристального понимания, как HTTPS на самом деле устроен.
Как данные защищаются? Как клиент и сервер могут установить безопасное соединение, если кто-то уже прослушивает их канал? Что такое сертификат безопасности и почему я должен кому-то платить, чтобы получить его?
Трубопровод
Перед тем как мы погрузимся в то, как это работает, давайте коротко поговорим о том, почему так важно защищать Интернет-соединения и от чего защищает HTTPS.
Когда браузер делает запрос к Вашему любимому веб-сайту, этот запрос должен пройти через множество различных сетей, любая из которых может быть потенциально использована для прослушивания или для вмешательства в установленное соединение.
С вашего собственного компьютера на другие компьютеры вашей локальной сети, через роутеры и свитчи, через вашего провайдера и через множество других промежуточных провайдеров – огромное количество организаций ретранслирует ваши данные. Если злоумышленник окажется хотя бы в одной из них — у него есть возможность посмотреть, какие данные передаются.
Как правило, запросы передаются посредством обычного HTTP, в котором и запрос клиента, и ответ сервера передаются в открытом виде. И есть множество весомых аргументов, почему HTTP не использует шифрование по умолчанию:
• Для этого требуется больше вычислительных мощностей
• Передается больше данных
• Нельзя использовать кеширование
Но в некоторых случаях, когда по каналу связи передается исключительно важная информация (такая как, пароли или данные кредитных карт), необходимо обеспечить дополнительные меры, предотвращающие прослушивание таких соединений.
Transport Layer Security (TLS)
Сейчас мы собираемся погрузиться в мир криптографии, но нам не потребуется для этого какого-то особенного опыта — мы рассмотрим только самые общие вопросы. Итак, криптография позволяет защитить соединение от потенциальных злоумышленников, которые хотят воздействовать на соединение или просто прослушивать его.
TLS — наследник SSL — это такой протокол, наиболее часто применяемый для обеспечения безопасного HTTP соединения (так называемого HTTPS). TLS расположен на уровень ниже протокола HTTP в модели OSI. Объясняя на пальцах, это означает, что в процессе выполнения запроса сперва происходят все “вещи”, связанные с TLS-соединением и уже потом, все что связано с HTTP-соединением.
TLS – гибридная криптографическая система. Это означает, что она использует несколько криптографических подходов, которые мы и рассмотрим далее:
1) Асиметричное шифрование (криптосистема с открытым ключом) для генерации общего секретного ключа и аутентификации (то есть удостоверения в том, что вы – тот за кого себя выдаете).
2) Симметричное шифрование, использующее секретный ключ для дальнейшего шифрования запросов и ответов.
Криптосистема с открытым ключом
Криптосистема с открытым ключом – это разновидность криптографической системы, когда у каждой стороны есть и открытый, и закрытый ключ, математически связанные между собой. Открытый ключ используется для шифрования текста сообщения в “тарабарщину”, в то время как закрытый ключ используется для дешифрования и получения исходного текста.
С тех пор как сообщение было зашифровано с помощью открытого ключа, оно может быть расшифровано только соответствующим ему закрытым ключом. Ни один из ключей не может выполнять обе функции. Открытый ключ публикуется в открытом доступе без риска подвергнуть систему угрозам, но закрытый ключ не должен попасть к кому-либо, не имеющему прав на дешифровку данных. Итак, мы имеем ключи – открытый и закрытый. Одним из наиболее впечатляющих достоинств ассиметричного шифрования является то, что две стороны, ранее совершенно не знающие друг друга, могут установить защищенное соединение, изначально обмениваясь данными по открытому, незащищенному соединению.
Клиент и сервер используют свои собственные закрытые ключи (каждый – свой) и опубликованный открытый ключ для создания общего секретного ключа на сессию.
Это означает, что если кто-нибудь находится между клиентом и сервером и наблюдает за соединением – он все равно не сможет узнать ни закрытый ключ клиента, ни закрытый ключ сервера, ни секретный ключ сессии.
Как это возможно? Математика!
Алгоритм Ди́ффи — Хе́ллмана
Одним из наиболее распространенных подходов является алгоритм обмена ключами Ди́ффи — Хе́ллмана (DH). Этот алгоритм позволяет клиенту и серверу договориться по поводу общего секретного ключа, без необходимости передачи секретного ключа по соединению. Таким образом, злоумышленники, прослушивающие канал, не смогу определить секретный ключ, даже если они будут перехватывать все пакеты данных без исключения.
Как только произошел обмен ключами по DH-алгоритму, полученный секретный ключ может использоваться для шифрования дальнейшего соединения в рамках данной сессии, используя намного более простое симметричное шифрование.
Немного математики…
Математические функции, лежащие в основе этого алгоритма, имею важную отличительную особенность — они относительно просто вычисляются в прямом направлении, но практически не вычисляются в обратном. Это именно та область, где в игру вступают очень большие простые числа.
Пусть Алиса и Боб – две стороны, осуществляющие обмен ключами по DH-алгоритму. Сперва они договариваются о некотором основании root (обычно маленьком числе, таком как 2,3 или 5 ) и об очень большом простом числе prime (больше чем 300 цифр). Оба значения пересылаются в открытом виде по каналу связи, без угрозы компрометировать соединение.
Напомним, что и у Алисы, и у Боба есть собственные закрытые ключи (из более чем 100 цифр), которые никогда не передаются по каналам связи.
По каналу связи же передается смесь mixture, полученная из закрытых ключей, а также значений prime и root.
Таким образом:
Alice’s mixture = (root ^ Alice’s Secret) % prime
Bob’s mixture = (root ^ Bob’s Secret) % prime
где % — остаток от деления
Таким образом, Алиса создает свою смесь mixture на основе утвержденных значений констант (root и prime), Боб делает то же самое. Как только они получили значения mixture друг друга, они производят дополнительные математические операции для получения закрытого ключа сессии. А именно:
Вычисления Алисы
(Bob’s mixture ^ Alice’s Secret) % prime
Вычисления Боба
(Alice’s mixture ^ Bob’s Secret) % prime
Результатом этих операций является одно и то же число, как для Алисы, так и для Боба, и это число и становится закрытым ключом на данную сессию. Обратите внимание, что ни одна из сторон не должна была пересылать свой закрытый ключ по каналу связи, и полученный секретный ключ так же не передавался по открытому соединению. Великолепно!
Для тех, кто меньше подкован в математическом плане, Wikipedia дает прекрасную картинку, объясняющую данный процесс на примере смешивания цветов:
Обратите внимание как начальный цвет (желтый) в итоге превращается в один и тот же “смешанный” цвет и у Боба, и у Алисы. Единственное, что передается по открытому каналу связи так это наполовину смешанные цвета, на самом деле бессмысленные для любого прослушивающего канал связи.
Симметричное шифрование
Обмен ключами происходит всего один раз за сессию, во время установления соединения. Когда же стороны уже договорились о секретном ключе, клиент-серверное взаимодействие происходит с помощью симметричного шифрования, которое намного эффективнее для передачи информации, поскольку не требуется дополнительные издержки на подтверждения.
Используя секретный ключ, полученный ранее, а также договорившись по поводу режима шифрования, клиент и сервер могут безопасно обмениваться данными, шифруя и дешифруя сообщения, полученные друг от друга с использованием секретного ключа. Злоумышленник, подключившийся каналу, будет видеть лишь “мусор”, гуляющий по сети взад-вперед.
Аутентификация
Алгоритм Диффи-Хеллмана позволяет двум сторонам получить закрытый секретный ключ. Но откуда обе стороны могут уверены, что разговаривают действительно друг с другом? Мы еще не говорили об аутентификации.
Что если я позвоню своему приятелю, мы осуществим DH-обмен ключами, но вдруг окажется, что мой звонок был перехвачен и на самом деле я общался с кем-то другим?! Я по прежнему смогу безопасно общаться с этим человеком – никто больше не сможет нас прослушать – но это будет совсем не тот, с кем я думаю, что общаюсь. Это не слишком безопасно!
Для решения проблемы аутентификации, нам нужна Инфраструктура открытых ключей, позволяющая быть уверенным, что субъекты являются теми за кого себя выдают. Эта инфраструктура создана для создания, управления, распространения и отзыва цифровых сертификатов. Сертификаты – это те раздражающие штуки, за которые нужно платить, чтобы сайт работал по HTTPS.
Но, на самом деле, что это за сертификат, и как он предоставляет нам безопасность?
Сертификаты
В самом грубом приближении, цифровой сертификат – это файл, использующий электронной-цифровую подпись (подробнее об этом через минуту) и связывающий открытый (публичный) ключ компьютера с его принадлежностью. Цифровая подпись на сертификате означает, что некто удостоверяет тот факт, что данный открытый ключ принадлежит определенному лицу или организации.
По сути, сертификаты связывают доменные имена с определенным публичным ключом. Это предотвращает возможность того, что злоумышленник предоставит свой публичный ключ, выдавая себя за сервер, к которому обращается клиент.
В примере с телефоном, приведенном выше, хакер может попытаться предъявить мне свой публичный ключ, выдавая себя за моего друга – но подпись на его сертификате не будет принадлежать тому, кому я доверяю.
Чтобы сертификату доверял любой веб-браузер, он должен быть подписан аккредитованным удостоверяющим центром (центром сертификации, Certificate Authority, CA). CA – это компании, выполняющие ручную проверку, того что лицо, пытающееся получить сертификат, удовлетворяет следующим двум условиям:
1. является реально существующим;
2. имеет доступ к домену, сертификат для которого оно пытается получить.
Как только CA удостоверяется в том, что заявитель – реальный и он реально контролирует домен, CA подписывает сертификат для этого сайта, по сути, устанавливая штамп подтверждения на том факте, что публичный ключ сайта действительно принадлежит ему и ему можно доверять.
В ваш браузер уже изначально предзагружен список аккредитованных CA. Если сервер возвращает сертификат, не подписанный аккредитованным CA, то появится большое красное предупреждение. В противном случае, каждый мог бы подписывать фиктивные сертификаты.
Так что даже если хакер взял открытый ключ своего сервера и сгенерировал цифровой сертификат, подтверждающий что этот публичный ключ, ассоциирован с сайтом facebook.com, браузер не поверит в это, поскольку сертификат не подписан аккредитованным CA.
Прочие вещи которые нужно знать о сертификатах
Расширенная валидация
В дополнение к обычным X.509 сертификатам, существуют Extended validation сертификаты, обеспечивающие более высокий уровень доверия. Выдавая такой сертификат, CA совершает еще больше проверок в отношении лица, получающего сертификат (обычно используя паспортные данные или счета).
При получение такого сертификата, браузер отображает в адресной строке зеленую плашку, в дополнение к обычной иконке с замочком.
Обслуживание множества веб-сайтов на одном сервере
Поскольку обмен данными по протоколу TLS происходит еще до начала HTTP соединения, могут возникать проблемы в случае, если несколько веб-сайтов расположены на одном и том же веб-сервере, по тому же IP-адресу. Роутинг виртуальных хостов осуществляется веб-сервером, но TLS-соединение возникает еще раньше. Единый сертификат на весь сервер будет использоваться при запросе к любому сайту, расположенному на сервере, что может вызвать проблемы на серверах с множеством хостов.
Если вы пользуетесь услугами веб-хостинга, то скорее всего вам потребуется приобрести выделенный IP-адрес, для того чтобы вы могли использовать у себя HTTPS. В противном случае вам придется постоянно получать новые сертификаты (и верифицировать их) при каждом обновлении сайта.
По этой теме много данных есть в википедии, есть курс на Coursera. Отдельное спасибо ребятам из чата на security.stackexchange.com, которые отвечали на мои вопросы сегодня утром.
1)Спасибо хабраюзеру wowkin за отличную ссылку по теме (видео переведено и озвученно хабраюзером freetonik):
2) По результатам развернувшейся в коменатариях дискуссии (спасибо за участие хабраюзерам a5b, Foggy4 и Allen) дополняю основную статью следующей информацией:
По данным netcraft на базе свежего SSL survey (2.4 млн SSL сайтов, июнь 2013), большинство SSL соединений не используют Perfect forward secrecy алгоритмы: news.netcraft.com/archives/2013/06/25/ssl-intercepted-today-decrypted-tomorrow.html
Особенно ситуация плоха в случае с IE (даже 10 версии), который поддерживает Диффи-Хеллмана только на эллиптических кривых (RSA и ECDSA сертификаты), либо классический Диффи-Хеллман с более редкими сертификатами DSS (DSA).
По подсчетам netcraft 99,7 % соединений с IE и по 66% — с Chrome, Opera и Firefox не будут использовать Диффи-Хеллмана.
На Hacker News в обсуждении это тоже заметили.
Also (and I made the same mistake in my talk. ), yes, explaining DH is important, but now it kind of sounds like in TLS both sides figure out the master secret using DH (and, in your talk, specifically, regular DH, not EC-based DH), when in reality that depends on the ciphersuite, and the vast majority of TLS connections don’t work that way. From what I understand to be most TLS configurations in the wild, the pre-master secret is encrypted using the server’s public key. (RFC 5246: 7.4.7.1, 8.1.1)