HTTPS Handshake §

1. 客户端发出请求（ClientHello） §

客户端（通常是浏览器）先向服务器发出加密通信的请求，这被叫做 ClientHello 请求。在这一步，客户端主要向服务器提供以下信息。

• 1. 支持的协议版本，比如TLS 1.0版。
• 2. 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成”对话密钥”。
• 3. 支持的加密方法，比如RSA公钥加密。
• 4. 支持的压缩方法。

这里需要注意的是，客户端发送的信息之中不包括服务器的域名。也就是说，理论上服务器只能包含一个网站，否则会分不清应该向客户端提供哪一个网站的数字证书。这就是为什么通常一台服务器只能有一张数字证书的原因。对于虚拟主机的用户来说，这当然很不方便。2006年，TLS协议加入了一个 Server Name Indication 扩展，允许客户端向服务器提供它所请求的域名。

2. 服务器回应（SeverHello） §

服务器收到客户端请求后，向客户端发出回应，这叫做 SeverHello。服务器的回应包含以下内容。

• 确认使用的加密通信协议版本，比如TLS 1.0版本。如果浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通信。
• 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成”对话密钥”。
• 确认使用的加密方法，比如RSA公钥加密。
• 服务器证书。

除了上面这些信息，如果服务器需要确认客户端的身份，就会再包含一项请求，要求客户端提供”客户端证书”。比如，金融机构往往只允许认证客户连入自己的网络，就会向正式客户提供USB密钥，里面就包含了一张客户端证书。

3. 客户端回应 §

客户端收到服务器回应以后，首先验证服务器证书。如果证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已经过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通信。如果证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥。然后，向服务器发送下面三项信息。

• 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听。
• 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
• 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供服务器校验。

上面第一项的随机数，是整个握手阶段出现的第三个随机数，又称 pre master key。有了它以后，客户端和服务器就同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把”会话密钥”。

需要用三个随机数来生成”会话密钥”的原因如下

1. 不管是客户端还是服务器，都需要随机数，这样生成的密钥才不会每次都一样。由于SSL协议中证书是静态的，因此十分有必要引入一种随机因素来保证协商出来的密钥的随机性。
2. 对于RSA密钥交换算法来说，pre master key 本身就是一个随机数，再加上 hello 消息中的随机，三个随机数通过一个密钥导出器最终导出一个对称密钥。
3. pre master key 的存在在于SSL协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数，如果随机数不随机，那么 pre master key 就有可能被猜出来，那么仅仅用 pre master key 作为密钥就不合适了，因此必须引入新的随机因素，那么客户端和服务器加上 pre master key 三个随机数一同生成的密钥就不容易被猜出了，一个伪随机可能完全不随机，可是是三个伪随机就十分接近随机了。

此外，如果前一步，服务器要求客户端证书，客户端会在这一步发送证书及相关信息。

4. 服务器的最后回应 §

服务器收到客户端的用公鑰加密的第三个随机数 pre master key 之后，會使用自己的私钥，解密並获取這個随机数。计算生成本次会话所用的”会话密钥”。然后，向客户端最后发送下面信息

1. 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
2. 服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值，用来供客户端校验。

至此，整个握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的HTTP协议，只不过用”会话密钥”加密内容。

注意服务器的公钥和私钥在整個過程中只使用過一次，即用于加密和解密”对话密钥”（非对称加密），无其他作用。

某些客户（比如银行）想要使用外部CDN，加快自家网站的访问速度，但是出于安全考虑，不能把私钥交给CDN服务商。这时，完全可以把私钥留在自家服务器，只用来解密对话密钥，其他步骤都让CDN服务商去完成。