HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure, «Защищённый протокол передачи гипертекста») — это расширение стандартного протокола HTTP, которое добавляет уровень безопасности через использование криптографических протоколов SSL/TLS для шифрования данных, передаваемых между браузером и сервером. В отличие от HTTP, который передаёт данные в открытом виде, HTTPS обеспечивает конфиденциальность, аутентификацию и целостность данных.
Роль SSL/TLS в HTTPS
SSL (Secure Sockets Layer) был первоначальным протоколом безопасности, разработанным компанией Netscape в 1995 году. Однако сегодня SSL считается устаревшим и больше не рекомендуется к использованию. На смену ему пришёл TLS (Transport Layer Security) — более современный и безопасный криптографический протокол. Хотя технически современные системы используют TLS, исторически сложилось, что его часто называют «SSL-сертификатом».
TLS обеспечивает три ключевые услуги безопасности:
Приватность (Конфиденциальность). Данные зашифровываются, чтобы их не смог прочитать никто, кроме адресата. Это предотвращает перехват чувствительной информации, такой как пароли, номера кредитных карт и личные данные.
Целостность. TLS обнаруживает любые изменения данных, которые могут произойти при передаче. Если злоумышленник попытается изменить перехваченные данные, это будет обнаружено.
Аутентификация. Протокол проверяет подлинность сервера, гарантируя, что клиент связывается с действительным сервером, а не с поддельным или контролируемым злоумышленником. Это защищает от фишинга и атак «man-in-the-middle».
Типы шифрования в HTTPS
HTTPS использует гибридное шифрование — комбинацию асимметричного и симметричного методов:
Асимметричное шифрование (шифрование с открытым ключом). Использует пару ключей: публичный ключ (доступный любому) и приватный ключ (хранящийся в секрете на сервере). Браузер использует публичный ключ сервера для шифрования данных, а сервер расшифровывает их своим приватным ключом. Примеры алгоритмов: RSA и ECC (Elliptic Curve Cryptography). Асимметричное шифрование медленнее, но идеально подходит для безопасного обмена ключами.
Симметричное шифрование. Использует один и тот же ключ для шифрования и расшифровки данных на обеих сторонах. Примеры алгоритмов: AES (Advanced Encryption Standard) и DES (Data Encryption Standard). Симметричное шифрование быстрее, но ключ должен быть безопасно обменян между сторонами.
В TLS-соединении асимметричное шифрование используется для безопасного обмена симметричным ключом на этапе установления соединения, а затем симметричное шифрование используется для всего остального трафика, чтобы обеспечить скорость.
Процесс установления HTTPS-соединения (TLS Handshake)
Когда пользователь вводит URL с префиксом «https://» или переходит на защищённый сайт, происходит следующая последовательность шагов:
1. Запрос клиента. Браузер отправляет запрос на установление безопасного соединения с сервером и передаёт информацию о поддерживаемых версиях TLS и алгоритмах шифрования.
2. Ответ сервера с сертификатом. Сервер отвечает, выбирает алгоритмы и отправляет клиенту свой SSL/TLS-сертификат, содержащий публичный ключ сервера, информацию о владельце, сроке действия и цифровую подпись.
3. Проверка подлинности сертификата. Браузер проверяет, действителен ли сертификат, не истёк ли его срок, и подписан ли он доверенным центром сертификации (CA). Браузер также проверяет, что доменное имя в сертификате соответствует запрашиваемому адресу.
4. Обмен ключами. После успешной проверки браузер генерирует случайный сеансовый ключ (session key) и шифрует его публичным ключом сервера, полученным из сертификата, затем отправляет его на сервер.
5. Дешифровка ключа сервером. Сервер использует свой приватный ключ для расшифровки сеансового ключа.
6. Установление защищённого канала. Теперь обе стороны имеют сеансовый ключ и используют его для симметричного шифрования всех дальнейших данных, передаваемых между браузером и сервером. Всё общение идёт по шифрованному каналу.
7. Обмен защищённой информацией. Клиент и сервер обмениваются данными, которые зашифрованы сеансовым ключом. Даже если злоумышленник перехватит эти данные, он не сможет их прочитать без ключа дешифрования.
Основные функции HTTPS
Шифрование данных. Информация передаётся в зашифрованном виде, что делает её недоступной для перехвата. Это особенно важно при передаче конфиденциальной информации.
Аутентификация сервера. Подтверждается подлинность сервера, что предотвращает фишинг и атаки подмены.
Целостность данных. HTTPS гарантирует, что данные не были изменены при передаче. Если злоумышленник попытается модифицировать данные, это будет обнаружено.
Порты и идентификация
HTTPS использует TCP-порт 443 по умолчанию, в отличие от HTTP, который использует порт 80. Пользователи легко могут идентифицировать HTTPS-соединения по значку замка 🔒 в адресной строке браузера, указывающему на защищённое соединение.
Сравнение HTTP и HTTPS
Основное различие заключается в том, что HTTP передаёт данные в открытом виде без защиты, тогда как HTTPS использует шифрование для защиты конфиденциальности. Сайты, использующие HTTPS, получают более высокий рейтинг в поисковых системах, так как браузеры отмечают HTTPS-ресурсы как более надёжные и безопасные. С 2017 года браузеры, такие как Google Chrome и Mozilla Firefox, помечают HTTP-сайты с формами ввода данных как ненадёжные, а позже начали отмечать так все HTTP-страницы независимо от назначения.
Преимущества и недостатки HTTPS
Преимущества HTTPS
Полная безопасность и шифрование данных. Это главное преимущество HTTPS. Все данные, передаваемые между браузером и сервером, кодируются криптографическими алгоритмами, что делает их нечитаемым набором символов для перехватчика. Без приватного ключа сервера или сеансового ключа, злоумышленник не сможет прочитать перехваченные данные. Это критично для передачи конфиденциальной информации, такой как пароли, номера кредитных карт, персональные данные, платёжная информация и другие чувствительные данные.
Аутентификация сервера. HTTPS гарантирует, что пользователь подключается к подлинному серверу, а не к фишинговому или контролируемому злоумышленником. Браузер проверяет SSL/TLS-сертификат, выданный доверенным центром сертификации (CA), что обеспечивает защиту от атак типа «man-in-the-middle».
Улучшение доверия пользователей. Наличие значка замка 🔒 в адресной строке браузера указывает пользователю на безопасное соединение, повышая доверие к сайту. Сертификат безопасности выдаётся независимым органом, что придаёт дополнительную легитимность. Без такого признака пользователи часто закрывают сайт или игнорируют его.
Преимущество в поисковых системах и рейтингах. Поисковые системы отдают предпочтение HTTPS-ресурсам в выдаче, так как считают их более безопасными и надёжными. Сайты с HTTP получают штраф при ранжировании, что приводит к потере трафика.
Предотвращение подмены кода. HTTPS защищает от внедрения вредоносного кода в передаваемые пакеты данных. Целостность данных гарантируется криптографическими методами, что предотвращает DoS-атаки, фишинг, межсайтовый скриптинг (XSS) и другие типы атак.
Более точная аналитика трафика. HTTPS позволяет лучше отслеживать реферальные ссылки и источники трафика. При передаче с HTTP на HTTPS информация о реферере теряется, но в пределах одного HTTPS-сайта аналитика работает полнее.
Производительность веб-приложений. Вопреки распространённому мифу, веб-приложения HTTPS часто загружаются быстрее чем HTTP-приложения. Это достигается благодаря более новым технологиям и оптимизациям, а также современным версиям протоколов.
Целостность данных. HTTPS гарантирует, что данные не были изменены или повреждены при передаче. Если злоумышленник попытается модифицировать переданные данные, это будет обнаружено.
Поддержка безопасных трансакций электронной коммерции. HTTPS позволяет безопасно проводить онлайн-платежи, передавать платёжные реквизиты и другую финансовую информацию.
Недостатки HTTPS
Задержки при передаче данных. Процесс шифрования и дешифрования данных требует дополнительных вычислительных ресурсов, что может привести к небольшим задержкам. Установление TLS-соединения требует дополнительных этапов («рукопожатия»), что может замедлить первоначальное подключение. Около 80% времени, отводимого на передачу данных, затрачивается на ожидание передачи, а не саму передачу. Кроме того, HTTP блокирует остальные запросы до завершения одного, создавая последовательные операции.
Невозможность полностью предотвратить кражу информации из кэша браузера. Хотя HTTPS защищает данные при передаче, информация, кэшированная в браузере пользователя, может быть доступна локально при компрометации компьютера пользователя. HTTPS защищает только сам процесс передачи, а не хранение данных на клиенте.
Сложность с настройкой браузера и антивируса. Некоторые пользователи или корпоративные среды могут испытывать проблемы с конфигурацией браузера или антивирусного программного обеспечения при работе с HTTPS-соединениями. Однако эти проблемы решаются путём обновления системы.
Необходимость получения и обслуживания сертификата. SSL/TLS-сертификаты требуют приобретения (хотя бесплатные опции типа Let’s Encrypt существуют) и периодического обновления до истечения срока действия. Если сертификат истечёт, браузер будет выдавать предупреждение о проблеме безопасности.
Задержки в устранении локальных уязвимостей. HTTPS защищает информацию только при передаче по сети. Шифрование информации по SSL происходит только во время передачи по Сети, но не в самом браузере или на сервере. Если компьютер пользователя скомпрометирован вредоносным ПО, HTTPS не защитит его данные.
Недостаточная защита для небезопасных браузеров. HTTPS не может защитить пользователей, чьи браузеры устарели или содержат критические уязвимости. Безопасность зависит также от действий пользователя и безопасности его системы.
Верификация сертификата требует ресурсов. Проверка подлинности SSL-сертификата требует дополнительного времени при первоначальном подключении.
Сравнение преимуществ и недостатков
В целом преимущества HTTPS значительно перевешивают его недостатки, особенно для сайтов, обрабатывающих конфиденциальную информацию. Задержки при передаче становятся всё менее заметными с развитием технологий и оптимизацией протоколов (HTTP/2, HTTP/3). Современные центры сертификации также работают над ускорением загрузки ресурсов.
В настоящее время HTTPS является стандартом для веб-приложений, и большинство крупных сайтов используют именно этот протокол. Недостатки HTTP настолько критичны с точки зрения безопасности, что использование незащищённого протокола можно считать ошибкой архитектуры для любого сайта, обрабатывающего данные пользователей.
Применение HTTPS
HTTPS является обязательным для любого веб-сайта, обрабатывающего конфиденциальную информацию, особенно для:
- Платёжных систем и электронных магазинов
- Форм авторизации и регистрации
- Форм обратной связи, где вводятся личные данные
- Социальных сетей и электронной почты
- Любых систем, передающих приватную информацию
HTTPS остаётся стандартом безопасности в современном Интернете, и практически все современные веб-сайты используют этот протокол. Внедрение HTTPS на сайт повышает доверие пользователей, обеспечивает соответствие требованиям безопасности и улучшает позицию в поисковых системах.