mcgrady

Network Basic

  • Jun 29, 2022

网络基础

OSI 七层模型

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

Socket

TCP/UDP

TCP/IP

TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称

TCP/IP 概念层模型

应用层

应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。

TCP/IP协议族内预存了各类通用的应用服务。比如：FTP(File Transfer Protocol) 文件传输协议、DNS(Domain Name System) 域名系统 就是其中两类。

传输层

传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台主机之间的数据传输。

在传输层有两个性质不同的协议：TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议 和 UDP(User Data Protocol) 用户数据报协议。

网络层

网络层（又名网络互连层），是用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方主机，并把数据包传送给对方。

数据链路层

用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC(Network Interface Card，网络适配器，网卡)，及光纤等物理课件部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

HTTP/HTTPS

HTTP(HyperText Transfer Protocol) 超文本传输协议

HTTP 和 HTML（Hypertext Markup Language 超文本标记语言）一起诞生，用于网络上请求和传输HTML内容。

HTTPS

HTTPS并非应用层的一种新协议，只是HTTP通讯接口部分由SSL/TLS协议代替，通常HTTP直接和TCP通信，当使用SSL/TLS时，则变成先和SSL/TLS通信，再由SSL/TLS和TCP通讯，因此HTTP其实就是披上SSL保护外衣的HTTP。

HTTPS 的优势

  1. 内容加密，建立一个信息的安全通道，来保证数据传输过程的安全性。
  2. 身份认证，确认网站的真实性。
  3. 数据完整性，防止内容被第三方冒充或者篡改。

HTTP1.0

HTTP1.0 诞生于 1996年

  • 使用 header 里的 If-Modified-Since、Expires 来做为缓存判断的标准

HTTP1.1

HTTP1.1 诞生于 1999年

  • 引入了更多的缓存控制策略，例如：Entity tag、If-Unmodified-Since、If-Match、If-None-Match
  • 支持 range 206 Partial Content
  • 新增 24个错误码，409 Conflict 410 Gone

HTTP2

HTTP2 诞生于 2015年

HTTP报文结构

Request Methods

  • GET 获取资源；没有Body
  • POST 增加或修改资源；有Body
  • PUT
  • DELETE
  • HEAD

Status Code（状态码）

HTTP状态码是对结果做出类型化描述，它由三个十进制数字组成，第一个十进制数字定义了状态码的类型，后两个数字没有分类的作用。HTTP状态码分为5中类型：

分类 分类描述
1xx 临时性信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作
2xx 成功，操作被成功接收并处理
3xx 重定向，需要进一步的操作以完成请求
4xx 客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求
5xx 服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误

HTTP消息的元元素 (metadata)

加密

对称加密

对称加密，也叫私钥加密，是指加密和解密使用相同的密钥的加密算法。就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。常见的对称加密有DES(Data Encryption Standard)、AES(Advanced Encryption Standard)、RC4、IDEA。

非对称加密

非对称加密算法有两个秘钥：公开秘钥（public key）和私有秘钥（private key），并且公开秘钥和私有秘钥是成对出现的。

数字摘要

数字摘要是采用单项Hash函数将需要加密的明文”摘要”成一串固定长度(128位)的密文，这一串密文又称为数字指纹，它有固定的长度，而且不同的明文摘要成密文，其结果总是不同的，而同样的明文摘要必定一定。数字摘要是https能确保数据完整性和防篡改的根本原因。常用的摘要主要有MD5、SHA1、SHA256等。

数字签名

数字签名技术是对”非对称密钥加解密”和”数字摘要”两项技术的应用，它将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接受者。接受者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用Hash函数对收到的原因产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输的过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。

```flow
st=>start: 明文
st2=>start: Hash运算
st3=>start: 摘要
st4=>start: 私钥加密
e=>end: 数字签名
st(right)->st2(right)->st3(right)->st4(right)->e(right)
```

注意：数字签名只能验证数据的完整性，数据本身是否加密不属于数字签名的控制范围

数字证书

为了确保请求方的公钥一定是目标主机发送的，防止目标主机本身从事窃取用户信息的不正当行为，这时候，我我们需要一个权威的第三方机构（一般由政府机构审核并授权的机构）来统一对外发送主机机构的公钥，只要请求方这种机构获取公钥，就能避免上述问题。

数字证书的颁发过程

数字证书包含哪些内容

QA

  1. HTTPS可以抓包吗？ HTTPS的数据是加密的，常规下抓包工具代理请求后抓到的包内容是加密状态，无法直接查看。但是，可以通过抓包工具来抓包。它的原理其实是模拟一个中间人。 通常HTTPS抓包工具的使用方法是生成一个证书，用户需要手动把证书安装到客户端中，然后终端发起的所有请求通过该证书完成与抓包工具的交互，饭后抓包工具再转发请求到服务器，最后把服务器返回的结果在控制台输出后返回给终端，从而完成整个请求的闭环。

  2. 既然HTTPS不能防止抓包，那HTTPS的意义是什么？ HTTPS 可以防止用户在不知情下通信链路被监听，对于主动授信的抓包操作是不提供防护的，因为这个场景用户是已经对风险知情。要防止被抓包，需要采用应用级的安全防护，例如采用私有的对称加密，同时做好移动端的防反编译加固，防止本地算法被破解。

  3. 如何防止抓包？

    对于HTTPS API接口，如何防止抓包呢？既然问题出在证书信任问题上，那么解决方法就是在我们的APP中预置证书。在TLS/SSL握手时，用预置在本地的证书中的公钥校验服务器的数字签名，只有签名通过才能成功握手。由于数字签名是使用私钥生成的，而私钥只掌握在我们手上，中间人无法伪造一个有效的签名，因此攻击失败，无法抓包。

    同时，为了防止预置证书被替换，在证书存储上，可以将证书进行加密后进行「嵌入存储」，如嵌入在图片中或一段语音中。这涉及到信息隐写的领域，这个话题我们有空了详细说。

    关于 Android 中Https 请求如何防止中间人攻击和Charles抓包，可以看一下这一篇文章。

    Android中Https请求如何防止中间人攻击和Charles抓包原理

Search