HTTPS】HTTPS过程详解，tcpdump抓包 全过程分析
2022-08-01 06:40:24
HTTPS过程详解及tcpdump抓包分析如下：
一、HTTPS过程详解
HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是HTTP的安全版本，通过SSL/TLS协议提供加密通信。其交互过程主要包括以下几个步骤：
TCP三次握手
客户端发送SYN包到服务器，请求建立连接。
服务器响应SYN-ACK包，确认连接请求。
客户端发送ACK包，完成TCP连接建立。
SSL/TLS握手
Client Hello：客户端发送支持的TLS最高版本号、生成的随机数、支持的加密套件及主机名等信息。
Server Hello：服务器选择TLS版本、生成随机数，并确定加密套件后返回给客户端。
Certificate：服务器发送证书信息给客户端验证，包括证书有效期等。
Server Key Exchange（可选）：发送密钥交换所需的服务器方信息，如公钥。
Server Hello Done：表示服务器方的信息发送完毕。
Client Key Exchange：客户端生成预主密钥，用服务器的公钥加密后发送给服务器。
Change Cipher Spec：客户端通知服务器后续通信将使用协商的密钥和算法。
Finished：客户端发送加密的握手完成消息。
Change Cipher Spec：服务器通知客户端后续通信将使用协商的密钥和算法。
Finished：服务器发送加密的握手完成消息。
加密数据传输
握手完成后，客户端和服务器使用协商的密钥和算法进行加密通信。
二、tcpdump抓包分析
使用tcpdump工具可以捕获HTTPS通信过程中的网络数据包，以下是对关键步骤的抓包分析：
TCP三次握手
捕获SYN、SYN-ACK、ACK包，确认TCP连接建立。
SSL/TLS握手
Client Hello：捕获客户端发送的TLS版本、随机数、加密套件等信息。
Server Hello：捕获服务器选择的TLS版本、随机数及加密套件。
Certificate：捕获服务器发送的证书信息。
Server Key Exchange（如适用）：捕获服务器发送的密钥交换信息。
Client Key Exchange：捕获客户端发送的加密预主密钥。
Change Cipher Spec和Finished：捕获双方通知使用新密钥的消息及握手完成消息。
加密数据传输
捕获加密后的应用数据传输包，由于数据已加密，无法直接查看内容。
三、服务端支持的TLS版本提高至1.3的抓包实践
当服务端支持的TLS版本提高至1.3时，若客户端不支持TLS 1.3，可能会导致连接失败。通过修改nginx配置（如将ssl_protocols TLSv1.2;改为ssl_protocols TLSv1.3;）并重启nginx服务后，使用不支持TLS 1.3的客户端尝试连接时，可能会捕获到RST包，表示连接被重置。这表明双方无法就TLS版本达成一致，导致连接建立失败。
总结
HTTPS通过SSL/TLS协议提供加密通信，其过程包括TCP连接建立、SSL/TLS握手及加密数据传输。使用tcpdump可以捕获并分析这些过程中的网络数据包，有助于理解HTTPS的工作原理及排查问题。当服务端支持的TLS版本提高时，需确保客户端也支持相应版本以避免连接失败。
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