1.引言：浏览器通过域名访问服务器时，存在的安全风险——网站伪造与信息窃取

DNS服务器中记录了由域名到IP地址的映射。DNS服务器如果被攻陷，那么域名对应的IP地址可能会改成攻击者的服务器IP地址，从而让攻击者可能冒充合法网站并窃取用户信息。
这产生了一个问题：那怎样确保我访问的网站不是攻击者假冒的呢？

2.解决方案：证书颁发机构CA如何通过SSL/TLS证书防止网站伪造与信息窃取

2.1 前置知识: 加密，公钥与私钥、证书颁发机构CA与SSL/TSL证书、数字摘要

• 加密：加密是让一段人类可读的纯文本（明文）处理为人类不可读的随机字符的过程（密文）。密文通过一定的手段可以转化为铭文。加密和解密的线索叫做密钥。用key1加密plaintext成ciphertext过程可以标记为`ciphertext = encrypt(text, key1)`，用key2对ciphertext解密成plaintext的过程可标记为`plaintext=decrypt(ciphertext,key2)`。加密密钥和它对应的解密密钥之间并没有必然的联系，其中，若相同为对称加密，若不同为非对称加密。
• 公钥与私钥：公钥和私钥是非对称加密中的概念。公钥和私钥本质上是一串数字，以文件的形成存储在终端。每一台终端都有自己独有的公钥和私钥，其中公钥所有人可见，私钥仅自己持有可见。当用公钥对文本进行加密的时候，私钥就是解密密钥，能够将公钥加密成的密文解密为初始时的明文；同时，当用私钥对文本进行加密的时候，公钥就是解密密钥，能够将私钥加密成的密文解密为初始时的明文
• 数字摘要：对一段文本求哈希值，此哈希值是该文本的数字摘要，即`value=hash(text)`。我们会说该值是该文本的指纹或数字摘要，因为只有该文本才能得到该值，不是这段文本就得不到该值。这是由哈希函数的特点决定的，特点是:
  • text改变，value也变。
  • text很冗长，但是value可以很简短，简短到如256有16进制字符

2.2 SSL/TSL证书的作用原理：证书证明该服务器是该域名指向的合法（非冒充的）服务器的原理

为了解决引言中提到的安全风险，出现了证书颁发机构(certificate authority,CA)的概念。证书颁发机构是有公信力的第三方机构，它会向该域名所指向的合法的服务器颁发一个证书，这个证书就是SSL/TSL证书。证书是该服务器是该域名指向的合法服务器的证明文件。换句话说，这个证书能够证明，`当前访问的网站不是攻击者假冒的`。证书内容简单认为是这样的元组(域名，服务器公钥，CA名称，CA的数字签名)。每当客户端访问该服务器时，向该客户端发送此证书。

证书的服务器公钥字段标识了一个特定服务器。(证书的服务器公钥字段，域名)这组映射关系的想说明的是该服务器是该域名指向的合法服务器。CA担保了这件事。CA机构是大家都认可的受监管的第三方机构，因此我们相信CA的担保，因此我们相信服务器合法拥有该域名。现在残存的疑问由两个，一个是证书是的形成过程是怎样的？二是客户端是如何验证SSL/TSL certificate是否确实为CA颁发的。这个两个知识后面会提到。

2.3 引入SSL/TSL证书后，客户端访问一个特定域名的过程

2.3.1 初始条件

1. CA：CA向此特定域名指向的合法的服务器颁发了SSL/TSL certificate
2. 服务器：持有SSL/TSL certificate
3. 客户端：用户在浏览器中输入该域名。

2.3.2 访问过程

访问一个域名的过程就会这样的：

•  用户在浏览器中输入该域名后，DNS服务器返回这个域名的服务器IP地址。
•  根据服务器IP地址访问服务器，服务器向出示拥有该域名的SSL/TSL certificate
•  用户验证SSL/TSL certificate是否确实为CA颁发的。若是，则可以认为此网址为真，进行正常访问。

2.4 SSL/TSL certificate的形成过程

1. 服务器向 一个CA机构提交一个证书申请。这个申请包括了两个字段(域名，服务器的公钥，申请机构名称)

2. CA机构验证该服务器的资质，验证通过后执行第三步。

3. CA机构以(域名，服务器的公钥，申请机构名称)输入到一个哈希函数，将该值记为fingerprint，对fingerprint用CA机构的私钥加密，结果记为certificate（即，数字签名），把certicate附在证书后。把完全体的证书发给服务器。

4. 服务器保存(域名，服务器公钥，CA名称，CA的数字签名)这个SSL/TSL certificate。每当服务器被访问时，发送该证书给客户端。

2.5 客户端验证SSL/TSL certificate是否确实为CA颁发的具体过程

1. 客户端根据SSL/TSL certificate中授予改证书的机构名称字段，在浏览器等地方查询该机构的公钥
2.  执行 if hash(SSL/TSL certificate) == decrypt(certificate, CA 公钥CA公钥(CA名称))，如果为True则验证通过。
3. 如果为FALSE，有两种情况：  
   •  从`==`左边看：可能是hash值与fingerprint不同了，表明证书被篡改，因此此服务器无法被信任
   • 从`==`右边看：更可能是该机构没有用私钥对fingerprint加密过。也即，机构没有对该证书签名。

3. 证书是否有伪造的可能性的讨论：对验证过程的核心步骤即if判断的进一步理解

不可能。
我对伪造进行一个定义：对于攻击者来讲，他的目的是制作一个SSL/TSL certificate，其中的公钥字段为自己服务器的公钥，且让`if hash(SSL/TSL certificate) == decrypt(certificate, CA公钥(CA名称))` 判断结果为True。
用反正法，证明不可能：
 假设：攻击者制作的证书符合`hash(SSL/TSL certificate) == decrypt(certificate, CA公钥(CA名称))`为True
设hash(SSL/TSL certificate) == fingerprint 则decrypt(certificate, CA公钥(CA名称)) == fingerprint 等价于 certificate == encrypt(fingerprint, CA私钥), 由于正确的certifacate给出了，则CA私钥已知。这与CA私钥只有CA机构持有，为未知的相矛盾。因此无法伪造证书。

4.整个过程的简单理解：不涉及技术细节

一个第三方机构在内容是该服务器持有该域名的条子上签了字，并且这个条子放在了服务器上。有人访问通过域名访问该服务器的时候，服务器出示该条子。这个人通过验证该条子上的签字确实是该机构的，从而信任该条子上的内容。