浏览器网站的安全证书存在问题（浏览器是如何校验证书的）

现如今的Web，HTTPS早已经成为标配，公开的HTTP网站已经和Flash一样，慢慢在消亡了。

启用HTTPS的核心是证书。不知道大家是否有留意，前几年使用12306的时候，浏览器都会提示「您的链接不是私密链接」，这其实就是因为12306的证书有问题。如果点击「继续前往」，打开12306网站，它会提示你下载安装它提供的“根证书”。

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那么，证书是什么？里面含有什么内容？浏览器为什么会不信任12306的证书？为什么下载12306提供的根证书就可以解决这个问题？根证书又是什么？

证书：公钥和私钥

我们先来简单回顾一下TLS 和HTTPS。HTTPS全称是HTTP Over TLS，也就是使用TLS进行HTTP通信。

TLS (Transport Layer Security) 是一个安全通信协议，用于建立一个安全通道来交换数据。

看名字可以知道这是一个传输层协议，因此应用层协议对它是没有感知的，HTTP, FTP, SMTP都可以和TLS配合使用。

TLS创建安全链接的步骤如下：

• 双方协商使用的协议版本，加密算法等细节
• 服务器发送证书给客户端
• 客户端校验证书有效性
• 双方根据握手的一些参数生成一个对称秘钥，此后所有的内容使用这个秘钥来加密

我们先来看证书，证书是一个文件，里面含有目标网站的各种信息。例如网站的域名，证书的有效时间，签发机构等，其中最重要的是这两个：

• 用于生成对称秘钥的公钥
• 由上级证书签发的签名

关于RSA的公钥和私钥记住一点就行：我们可以使用算法生成一对钥匙，他们满足一个性质：公钥加密的私钥可以解开，私钥加密的公钥可以解开。

证书，顾名思义，是用来证明自己身份的。因为发送证书的时候是明文的（这一步也没法加密），所以证书内容是可以被中间设备篡改的。

那么要怎样设计一套机制保证当我们访问github.com的时候，收到的证书确实是github.com的证书，而不是某个中间设备随意发来的证书？

解决办法是采用「信任链」。

首先，有一批证书颁发机构（Certificate Authority，简称为CA），由他们生成秘钥对，其中私钥保存好，公钥以证书的格式安装在我们的操作系统中，这就是根证书。

我们的手机、电脑、电视机的操作系统中都预装了CA的根证书，他们是所有信任构建的基石。当然，我们也可以自己下载任意的根证书进行安装。

接下来，只要设计一个体系，能够证明A证书签发了B证书即可。这样对于收到的任何一个证书，顺藤摸瓜，只要最上面的根证书在系统中存在，即可证明该证书有效。

比如说，我们收到了服务器发过来的C证书，我们验证了C是由B签发的，然后又验证了B是由A签发的，而A在我们的系统中存在，那也就证明了C这个证书的有效性。

这其中，A是根证书，B是中间证书，C是叶证书（类似树中的叶节点）。中间证书可以有很多个，信任的链条可以任意长，只要最终能到根证书即可。

得益于RSA的非对称性质，验证A是否签发了B证书很简单：

• 计算B的 hash 值（算法随便，比如SHA1）
• 使用A的私钥对该hash进行加密，加密以后的内容叫做「签名（Signature）」
• 将该「签名」附在B证书中

A使用自己的私钥给B生成签名的过程也就是「签发证书」，当我们收到B证书时，首先使用A证书的公钥（公钥存储在证书中解开签名获得hash）计算B的hash，如果两个hash匹配，说明B确实是由 A 签发的。

重复上面的过程，直到根证书，就可以验证某个证书的有效性。

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