- Перевод
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 вызватьЗащищенный протокол передачи данных был придуман в прошлом веке и сегодня является одним из самых популярных способов защиты при обмене информацией через интернет. Всемирной сетью сегодня пользуются все и везде, именно поэтому любой обмен данными должен быть безопасным. А для этого был создан специальный защищенный протокол передачи данных .
Сразу отметим, это не отдельный протокол, а расширение привычного для нас НТТР, который работает через сертификаты SSL либо же TLS. Но только данный протокол способен обеспечить полную защиту от атак на ваш ресурс.
Работает он через сертификат SSL. Это вроде «электронного паспорта» сайта, который подтверждает его легальность. И как любой документ, именно он хранит в себе необходимые данные о владельцах портала. Например:
- наименование компании или организации;
- название страны, где находится фирма, а также регион, город;
- имя сервера, обслуживающего сайт, для которого сертификат и был создан.
Из чего состоит защищенный протокол передачи данных и его виды
Протокол передачи данных или сертификат SSL сочетает в себе два основных элемента:
- аутентификацию через специальный центр;
- шифрование (любая информация подлежит преобразованию в непонятный вид и доступна в нормальном варианте только определенному пользователю).
Сегодня сертификат безопасности SSL можно приобрести различных видов. Каждый из предлагаемых вариантов обладает своми сильными сторонами и особенностями.
Многие люди принимают решение приобрести протокол, просто подтверждающий домен. Т.е. он удостоверяет ваше право владения электронным адресом, доменом, к которому обращается клиент. Его преимуществами являются невысокая стоимость и быстрота получения, так как не требуется многочисленных документов для проверки и выдачи.
Сертификаты повышенной доверенности характеризует высокий уровень шифрования, а соответственно, для клиентов это надежная гарантия безопасности. Но стоит такой продукт дороже, чем предыдущий.
Есть варианты, позволяющие защитить не только основной домен, но и его многочисленные поддомены. Это самый дорогостоящий, но и наиболее надежный вариант.
Мультидоменный сертификат – также один из видов, позволяющих обеспечивать безопасность сразу нескольких адресов.
Если вы заинтересованы в покупке качественного продукта, примите во внимание наши рекомендации. Удачного вам выбора!
Мы выпустили новую книгу «Контент-маркетинг в социальных сетях: Как засесть в голову подписчиков и влюбить их в свой бренд».
Чем отличается HTTP от HTTPS
Предположим, вам нужно отправить посылку другу в Тулу - пару книг и пакетик кошачьего корма. Все это стоит недорого. Да и вряд ли кто-то станет воровать корм для котов из бандероли. Просто обычное почтовое отправление. Это - .
Другая ситуация - вы отправляете в курьером кейс, в котором лежат очень ценные вещи. Например, бриллиантовое колье. Для надежности вы вешаете на кейс замок, а курьеру говорите, что это просто для красоты, а в кейсе просто бумаги. Зашифровали содержимое. Это - HTTPS.
Буква “S” в названии протокола HTTPS означает “Secure” - защита. Этот протокол используется для передачи зашифрованных данных.
В протоколе HTTPS используется асимметричная схема шифрования за счет использования гибридной системы TLS (усовершенствованный ). Во всей сложной системе в роли замка выступает как раз он.
Для чего нужен цифровой сертификат
Мы рассмотрели красивую аналогию с посылками, которую когда-то придумала компания Яндекс, чтобы объяснить пользователям, как работает TLS. Возникает проблема, если в соединение вклинится третье лицо и начнёт отправлять свои посылки под именем одного из участников, что в результате приведёт к дешифровке всей системы.
Цифровой сертификат - подтвержденный международным центром электронный паспорт сайта. В этом документе прописана информация для браузеров - кто владелец сайта, по какому адресу он проживает, какие “модели замков” и пароли на свои посылки он ставит. Если злоумышленник попытается общаться с вами без сертификата, браузер просто прекратит диалог. Если он попытается его подделать, то данные не будут совпадать с реальным, так как никто не знает ключей, хранящихся в базах данных, что тоже приведёт к неудаче.
Где применяется протокол HTTPS
В последние годы на протокол переходит все больше веб-сайтов. Он повышает доверие клиента и гарантирует сохранность данных в пути. Самые популярные области работы TLS
- Интернет банкинг, финансовые учреждения
- Сайты, оперирующие личной информацией: государственные учреждения, социальные сети, поисковые порталы
- Ресурсы, старающиеся подчеркнуть свой статус с помощью “зеленой адресной строки”
Как перевести сайт на HTTPS протокол
Начать переход на защищенный протокол стоит с покупки сертификата. При покупке нужно обратить внимание на
- Выбирайте современные и надежные методы шифрования: 2048-разрядные ключи, ни в коем случае не SHA-1
- Если Вы выбрали самый дешевый сертификат, то скорее всего, он поддерживает только одно зеркало сайта. Уточните, по какому адресу нужна доступность портала
- Если у сайта домен в зоне.рф, или другой кириллической доменной зоне - выберите сертификат с поддержкой Internationalized Domain Names
- В случае, если защитить нужно множество поддоменов, не спешите покупать на каждый адрес сертификат. Есть более дешевые WildCard решения, действующие на все поддомены
- Если Ваша компания владеет множеством доменов в разных зонах, придется покупать Multi-Domain услугу
Также, есть разделение на разные виды по типу способа проверки
DV - проверка домена
Самый дешевый, подходит для частных лиц, одиночных сайтов. Получение занимает 5 минут. В адресной строке появляется зеленый замок
OV - проверка организации
Центр сертификации проверяет существование компании в течение рабочей недели, выдавая после этого электронную подпись для сайта. Повышает доверие к организации. В адресной строке появляется зеленый замок.
EV - расширенная проверка
Самый дорогой и престижный сертификат для крупных компаний и платежных агрегаторов. Осуществляется комплексная проверка документов компании и легальности ее деятельности. Выпуск занимает порядка двух недель. В адресной строке появляется расширенная зелёная печать доверия с названием компании.
После покупки сертификата, на почту придёт письмо с файлами открытого и секретного ключей. Установите их на свой веб-сервер согласно инструкции. Для Apache используется ssl_module.
Не забудьте проверить все ссылки внутри сайта - они должны быть относительными.
Самым простым решением относительности будет установка специальных правил автоматической переадресации на защищенный протокол любых запросов. В Apache используется mod_rewrite
Что даёт HTTPS в поисковой выдаче
После установки и проверки работоспобности сертификата следует указать поисковым машинам на новый статус вашего сайта. Начнем с изменения robots.txt, пропишите в нем адрес с указанием протокола - Host: https://yoursite.ru
HTTPS - что такое, где применяется и зачем вообще нужно? Проблемы безопасности актуальны везде - в том числе и во Всемирной паутине. С увеличением количества личных данных, что передаются между сайтами (не в последнюю очередь благодаря развитию социальных сетей), активно стал подниматься вопрос безопасности и конфиденциальности.
Что значит HTTPS?
Что такое HTTPS и как расшифровывается? Если не пользоваться сокращением, то необходимо писать Secure. И чтобы понять все особенности, рассмотрим каждое слово. HyperText используется для описания составляющей сайта, для которой не нужны дополнительные расширения или скрипты - текст, изображения и таблицы. Transfer Protocol - стандарт между различными машинами, который определяет, что должно выступать в качестве сигнала начала передачи, как обозначаются данные и т. д. Secure - передача данных шифруется по протоколу SSL, что делает проблематичным не только перехват, но и получение конфиденциальной информации (перехват - это только полдела). Защищенное соединение HTTPS, хотя и не является не взламываемым, превращает получение зашифрованной информации в нелегкое дело. Почему так, будет объяснено далее.
История развития
Изначально защищенное соединение HTTPS использовалось исключительно для защиты ценной информации (номера карточек, пароли к ним). Был распространён протокол первоначально лишь при взаимодействии с банковскими сайтами или онлайн-магазинами. Поэтому о HTTPS (что такое он собой представляет) знали только пользователи этих сервисов. Затем начали подключаться поисковики и социальные сети, а за ними подтянулись и другие сайты. Сначала шифровались исключительно логины и пароли, но сейчас шифрованию поддаётся вся информация, передаваемая между сервером и компьютером. Сейчас, прежде чем начнётся обмен данными с пользователем, должно сначала установиться соединение HTTPS, а потом уже пересылаются пакеты данных с информацией.
Как происходит шифрование передаваемых документов?
Как зашифровать огромнейший массив данных, что передаётся между не связанными между собой сетями? Когда вы набираете сообщение в электронной почте, то прежде чем оно дойдёт к получателю, его сможет прочитать с добрый десяток разных провайдеров интернета. И если где-то между ними вклинится мошенник - то и он тоже. Для этого достаточно просто открыть соединение. Вот что происходит в обычном режиме.
Но если используется протокол HTTPS, то меняет дело. Его можно сравнить с договором между вашим компьютером и сервером сайта, в котором прописано, что все данные будут шифроваться по определённому шифру, и при этом только они знают «кодовое слово», позволяющее получить доступ к информации. В таком случае любой, кто получит доступ к потоку информации, не сможет её прочитать, ведь у него нет ключа. Чисто теоретически возможность ознакомиться с содержимым есть, но процесс дешифровки данных будет чрезвычайно длительным (требуются годы или даже десятилетия на самых мощных компьютерах).
Особенности шифрования
Особенности использования протокола заключаются в том, что для каждого пользователя создаётся отдельный сертификат, имеющий свой ключ. Сертификат от каждого сайта загружается в браузер пользователя, и единственный более-менее вероятный способ перехвата данных в будущем - перехватить загрузку сертификата при первом заходе на сайт. Длина ключа может составлять от 40 до 256 битов. Но в большинстве современных сайтов используется ключ длиной от 128 битов. Нижнюю границу можно встретить исключительно в США, где недавно действовали экспортные ограничения. Также к особенностям протокола следует отнести и то, что на одном интернет-адресе может располагаться только один сайт, защищенный этим протоколом. Расположение нескольких сайтов возможно, но требует применения дополнительных расширений.
Заключение
Вот и конец статьи о протоколе HTTPS. Что такое он собой представляет и где он используется, вы знаете. Помните, что ваша в первую очередь в ваших руках. Поэтому если видно, что HTTPS подсвечивается красным, подождите - вполне возможно, что между вами и сервером есть какой-то пробел, позволяющий потерять данные. Ведь использовать HTTPS нужно именно для предупреждения проблем с похищением данных, и если протокол сообщает о проблемах, его нельзя игнорировать. Хотя не помешает проверить компьютер на предмет неточностей вроде неправильно выставленной даты.
Все мы привыкли при вводе названия сайта видеть впереди HTTP- стандартный протокол передачи данных от сервера, на котором находится сайт, к пользователю. Однако, не смотря на всю его популярность, все больше сайтов предпочитают использовать более продвинутый протокол - HTTPS, так как он защищает передаваемые данные от перехвата злоумышленниками путем их шифрования. Рассмотрим этот протокол более подробно: как он работает, кому рекомендуется использовать и что нужно, чтобы подключить HTTPS к сайту.
HTTPS (Hypertext Transport Protocol Secure) - это протокол, который обеспечивает конфиденциальность обмена данными между сайтом и пользовательским устройством. Безопасность информации обеспечивается за счет использования криптографических протоколов SSL/TLS, имеющих 3 уровня защиты:
- Шифрование данных . Позволяет избежать их перехвата.
- Сохранность данных . Любое изменение данных фиксируется.
- Аутентификация . Защищает от перенаправления пользователя.
В каких случаях необходим сертификат HTTPS?
Обязательное использование защищенного протокола передачи данных требует вся информация, касающаяся проведения платежей в интернете: оплата товаров в интернет-магазинах любым способом (индивидуальная платежная карта, онлайн системы платежей и пр.), оплата услуг через интернет-банкинг, совершение платежей в онлайн сервисах (казино, online-курсы и т.п.) и многое другое.
Если на вашем сайте используется что-либо похожее, то вам стоит серьезно задуматься над переходом на HTTPS. Поэтому далее мы рассмотрим, что для этого необходимо.
Что нужно для перехода сайта на HTTPS?
Работа протокола HTTPS основана на том, что компьютер пользователя и сервер выбирают общий секретный ключ, с помощью которого и происходит шифрование передаваемой информации. Это ключ уникальный и генерируется для каждого сеанса. Считается, что его подделать невозможно, так как в нем содержится более 100 символов. Во избежание перехвата данных третьим лицом используется цифровой сертификат - это электронный документ, который идентифицирует сервер. Каждый владелец сайта (сервера) для установки защищенного соединения с пользователем должен иметь такой сертификат.
В этом электронном документе указываются данные владельца и подпись. С помощью сертификата вы подтверждаете, что:
- Лицо, которому он выдан, действительно существует,
- Оно является владельцем сервера (сайта), который указан в сертификате.
Первое, что делает браузер при установке соединения по протоколу HTTPS, это проверку подлинности сертификата, и только в случае успешного ответа начинается обмен данными.
Сертификатов существует несколько видов в зависимости от:
- того, какой уровень безопасности вам необходим,
- количества доменных имен и поддоменов,
- количества владельцев.
Но это уже тема отдельной статьи. Выдают их специализированные центры сертификации на возмездной основе и на определенный период, поэтому важно не забывать продлевать действие сертификата, иначе вместо вашего сайта пользователь получит сообщение в браузере следующего содержания:
Не так давно поисковая система Google заявила о том, что для нее наличие протокола HTTPS является одним из важных факторов ранжирования сайта. Не исключено, что такого же мнения и Яндекс (либо скоро будет). Поэтому в следующей статье нашего блога мы рассмотрим, как корректно перевести сайт на протокол HTTPS, чтобы это имело минимальные потери для текущих позиций сайта в поиске.
