SSL和TLS
概述
为了解决 HTTP 协议传输不安全等缺点，在上世纪 90 年代中期，由网景（NetScape）公司设计了 SSL(Secure Sockets Layer) 安全套接层协议。SSL 经历了 1.0、2.0、3.0 版本后发展成了标准化的安全协议 - TLS(Transport Layer Security) 传输层安全性协议，TLS 有 1.0 (RFC 2246)、1.1(RFC 4346)、1.2(RFC 5246)、1.3(RFC 8446) 版本。
很多相关的文章都把这两者并列称呼（SSL/TLS），因为这两者可以视作同一个东西的不同阶段。
目前，应用最广泛的是 TLS 1.2 协议，最新版的 Chrome 和 FireFox 浏览器已经实现了对 TLS1.3 协议的支持。
SSL/TLS 加密
SSL/TLS 数据的加密通过对称加密和非对称加密来实现。其利用非对称加密算法（RSA/ECDHE）实现身份认证和密钥协商，对称加密算法使用协商后的密钥对数据加密。
图：TLS混合加密
其中非对称加密常用的加密算法有 RSA、ECC、DH 算法等。
RSA 算法基于“整数分解”的数学难题，使用两个超大素数的乘积作为生成密钥的材料，想要从公钥推算出私钥是非常困难的。但是由于 10 年前 RSA 密钥的推荐长度是 1024，但随着计算机运算能力的提高，现在 1024 已经不安全，普遍认为至少要 2048 位。所以 RSA 算法终将被其它更安全的算法所替代。
比起 RSA，ECC 在安全强度和性能上都有明显的优势。224 位的 ECC 则相当于 2048 位的 RSA。因为密钥短，所以相应的计算量、消耗的内存和带宽也就少，加密解密的性能相对更加出色。
因为 ECC 算法只提供公钥和私钥，不能够实现身份验证和密钥协商，所以 ECC 经常会搭配 DH 算法，形成专门的 ECDHE 算法（密钥交换）和 ECDHA 算法（数字签名）
SSL/TLS 数据传输
与 HTTP 中数据传输不同，HTTPS 在非对称加密阶段需要完成 SSL/TLS 握手，确认对称加密数据的密钥master secret。在非对称加密阶段使用不同的加密算法 SSL/TLS 的握手方式也会有所不同。此处简要介绍一下 RSA 的握手过程，ECDHE 的握手过程可以看下一节内容。
由上图所示，RSA 的握手过程如下：
- 客户端向服务器发送一个 Client hello 消息。消息中包括客户端的 SSL 版本号、密码套件、客户端随机数等信息。
- web 服务器回复 Server hello 消息。消息中包括服务器的 SSL 版本号、选定的加密方式、证书、服务器随机数等信息。
- 客户端使用浏览器预装的 CA 证书对服务器传来的证书进行验证。如果验证失败，客户端拒绝 SSL/TLS 连接并且抛出异常；如果验证成功，则继续下面的流程。
- 客户端使用 RSA 算法结合客户端随机数和服务器随机数生成主密钥，并使用服务器发送过来的公钥对其进行加密后发送给服务器。
- 服务器使用私钥对获取到的加密后的主密钥进行解密，然后向客户端发送使用主密钥加密过的报文信息。