TLS 与网络安全

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TLSSSLHTTPS网络安全

2026-04-16

TLS 简介

TLS（Transport Layer Security，传输层安全）是一种加密协议，用于在两个通信应用程序之间提供数据保密性和完整性保证。

SSL 与 TLS 的区别

SSL（Secure Sockets Layer，安全套接字层）是 TLS 的前身，由 Netscape 公司开发。

版本	状态	说明
SSL 1.0	从未公开发布	存在严重安全漏洞
SSL 2.0	已废弃	1994 年发布，存在多个漏洞
SSL 3.0	已废弃	1995 年发布，POODLE 攻击可破解
TLS 1.0	已废弃	1999 年发布，兼容 SSL 3.0
TLS 1.1	已废弃	2006 年发布，添加 IV 保护
TLS 1.2	广泛使用	2008 年发布，支持 AEAD 加密
TLS 1.3	推荐使用	2018 年发布，更快更安全

TLS 1.0 和 1.1 已于 2020 年被浏览器废弃，现在主流版本是 TLS 1.2 和 TLS 1.3。

HTTPS 的必要性

HTTP 是明文传输，存在以下风险：

窃听风险：第三方可以截获并读取通信内容
篡改风险：第三方可以修改通信内容
冒充风险：第三方可以冒充服务端或客户端

HTTPS 通过 TLS 加密传输数据，有效解决上述安全问题。

TLS 握手过程

对称加密 vs 非对称加密

对称加密

使用相同的密钥进行加密和解密
速度快，适合加密大量数据
常见算法：AES、ChaCha20

非对称加密

使用公钥加密、私钥解密（或反过来）
速度慢，但解决了密钥分发问题
常见算法：RSA、ECDSA、Ed25519

TLS 握手结合两者：使用非对称加密交换密钥，后续通信使用对称加密。

RSA 密钥交换

TLS 1.2 中经典的 RSA 密钥交换流程：

客户端 ──── Client Hello ────▶ 服务端
客户端 ◀─── Server Hello ──── 服务端
客户端 ◀─── 证书 + ServerKeyExchange ── 服务端
客户端 ◀─── ServerHelloDone ── 服务端
客户端 ──── PreMasterSecret ──▶ 服务端（用公钥加密）
客户端 ──── ChangeCipherSpec ──▶ 服务端
客户端 ──── Finished ────▶ 服务端
客户端 ◀─── ChangeCipherSpec ── 服务端
客户端 ◀─── Finished ──── 服务端
        加密通信开始

问题：如果服务端私钥泄露，攻击者可以解密所有之前的通信（前向保密性差）。

ECDHE 密钥交换

ECDHE（Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral）提供前向保密性：

客户端 ──── Client Hello ────▶ 服务端
客户端 ◀─── Server Hello ──── 服务端
客户端 ◀─── 证书 + ServerECDHParams ── 服务端
客户端 ◀─── ServerHelloDone ── 服务端
客户端 ──── ECDH ClientKeyExchange ──▶ 服务端
           （双方计算得到相同的预主密钥）
客户端 ──── ChangeCipherSpec ──▶ 服务端
客户端 ──── Finished ────▶ 服务端
客户端 ◀─── ChangeCipherSpec ── 服务端
客户端 ◀─── Finished ──── 服务端
        加密通信开始

优势：

每次会话使用临时密钥
即使长期私钥泄露，之前会话的通信仍然安全

证书与证书链

TLS 证书采用 PKI（公钥基础设施）体系：

浏览器根证书库
    └── 根证书颁发机构 (Root CA)
            └── 中间证书颁发机构 (Intermediate CA)
                    └── 服务器证书 (Server Certificate)

证书类型：

根证书（Root Certificate）：CA 机构的自签名证书，预装在操作系统和浏览器中
中间证书（Intermediate Certificate）：由根 CA 签发，用于签发终端实体证书
服务器证书（Server Certificate）：由中间 CA 签发，包含服务器公钥和域名

验证流程：

浏览器获取服务器证书
检查证书域名是否匹配
检查证书是否在有效期内
通过证书链逐级向上验证，直到根证书
检查根证书是否在信任列表中

TLS 1.2 vs TLS 1.3

TLS 1.3 在安全性和性能上有显著提升：

特性	TLS 1.2	TLS 1.3
握手往返次数	2-RTT	1-RTT
0-RTT 恢复	不支持	支持
RSA 密钥交换	支持	移除
静态 RSA 密钥交换	支持	移除
CBC 模式加密	支持	移除
RC4 加密	支持	移除
SHA-1 证书	支持	移除
前向保密	可选	必须
密钥派生函数	MD5/SHA-1/SHA-256	HKDF

TLS 1.3 握手过程：

客户端 ──── Client Hello + 支持的密码套件 ────▶ 服务端
客户端 ◀─── Server Hello + 证书 + Finished ──── 服务端
客户端 ──── Finished ────▶ 服务端
        加密通信开始（1-RTT）

HTTP 安全问题

中间人攻击（MITM）

攻击者位于客户端和服务端之间，拦截并可能修改通信内容。

攻击场景：

攻击者诱骗用户连接到自己控制的热点
用户发起 HTTP 请求，攻击者截获
攻击者代替用户向服务端发起请求
服务端响应后，攻击者将响应转发给用户

防御：使用 HTTPS，确保证书验证。

数据篡改

攻击者修改传输中的数据，如：

修改网页内容，注入恶意代码
修改 API 响应数据
篡改金融交易金额

防御：TLS 完整性校验，MAC（Message Authentication Code）确保数据不被篡改。

会话劫持

攻击者窃取用户的会话 ID，以受害者身份发起请求。

常见手段：

网络嗅探（HTTP 会话）
XSS 攻击获取 Cookie
中间人攻击截获会话

防御措施：

使用 HTTPS
HttpOnly Cookie
Session 定期过期
敏感操作二次验证

HTTPS 的配置与优化

证书选择

证书颁发机构（CA）类型：

类型	验证级别	颁发速度	价格	适用场景
DV（域名验证）	仅验证域名所有权	快（分钟级）	低/免费	个人站点、小型网站
OV（组织验证）	验证域名+组织身份	中（1-3天）	中	企业官网、电商
EV（扩展验证）	严格验证组织身份	慢（3-7天）	高	金融、银行、电商

主流 CA 机构：

Let's Encrypt：免费、自动化，支持 ACME 协议
DigiCert：高端证书，EV 证书首选
GlobalSign：企业级证书，老牌 CA

# 使用 acme.sh 申请 Let's Encrypt 证书
acme.sh --issue -d example.com -d www.example.com --nginx

TLS 配置最佳实践

服务端配置示例（Nginx）：

server {
    listen 443 ssl http2;
    
    ssl_certificate /path/to/cert.pem;
    ssl_certificate_key /path/to/key.pem;
    ssl_trusted_certificate /path/to/chain.pem;
    
    # TLS 版本控制
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    
    # 密码套件配置
    ssl_ciphers TLS_AES_256_GCM_SHA384:TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256:TLS_AES_128_GCM_SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers off;
    
    # 椭圆曲线
    ssl_ecdh_curve secp384r1;
    
    # OCSP 装订
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    
    # 会话缓存
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_tickets off;
}

推荐密码套件：

TLS 1.3：TLS_AES_256_GCM_SHA384、TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
TLS 1.2：ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384、ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384

HSTS

HSTS（HTTP Strict Transport Security）强制浏览器使用 HTTPS 连接。

add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload" always;

参数说明：

max-age：HSTS 策略生效时间（秒）
includeSubDomains：子域名也强制 HTTPS
preload：申请加入浏览器预加载列表

Preload List：

提交到 hstspreload.org 后，浏览器会内置该域名必须使用 HTTPS。

前端安全注意

HTTPS Only

站点全面启用 HTTPS
301 重定向 HTTP 到 HTTPS
混合内容（Mixed Content）问题

<!-- 强制使用 HTTPS -->
<meta http-equiv="Strict-Transport-Security" content="max-age=31536000">

解决混合内容问题：

使用 HTTPS 加载所有资源
CDN 资源使用 HTTPS
第三方脚本确保支持 HTTPS

CSP（内容安全策略）

CSP 用于防止 XSS 攻击，限制页面可以加载的资源来源。

<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self'; script-src 'self' 'unsafe-inline' https://cdn.example.com; style-src 'self' 'unsafe-inline'; img-src 'self' data: https:;">

常见指令：

指令	说明
default-src	默认资源来源
script-src	JavaScript 来源
style-src	CSS 来源
img-src	图片来源
connect-src	AJAX、WebSocket 来源
frame-src	iframe 来源

安全 Headers

常用安全响应头：

# 防止 XSS
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";

# 防止点击劫持
add_header X-Frame-Options "DENY";

# 内容类型 sniffing 防护
add_header X-Content-Type-Options "nosniff";

# 引用来源策略
add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin";

# 权限策略
add_header Permissions-Policy "geolocation=(), camera=(), microphone=()";

完整配置示例：

add_header X-Frame-Options "DENY" always;
add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;
add_header Permissions-Policy "accelerometer=(), camera=(), geolocation=(), gyroscope=(), magnetometer=(), microphone=(), payment=(), usb=()" always;
add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload" always;

javascript

typescript

Flutter

React Native

Taro

uni-app

webpack

vite

rspack

脚本世界

规范先行

代码风格

ESLint

代码质量

工程设计

效率工具

持续集成与部署

运维与基础设施

Monorepo

核心基础

路由与状态

渲染与框架

实践与优化

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