HTTP 與 TLS

從查到位址到看到網頁

上一課，DNS 把 www.club.tw 換成了 IP 位址。接下來瀏覽器和那台伺服器建立 TCP 連線，用 HTTP（HyperText Transfer Protocol）要網頁。 計算機概論軌第 32 課〈全球資訊網與 HTTP〉介紹過網址與請求的概念；這一課看 HTTP 訊息實際長什麼樣子，以及 HTTPS 怎麼保護它。

HTTP/1.1 的訊息是純文字，一行一行寫，每行以 \r\n（CR LF）結尾。一個請求長這樣：

GET /events?month=11 HTTP/1.1          ← 請求列：方法、路徑、版本
Host: www.club.tw                      ← 標頭：一行一個「名稱: 值」
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: text/html
                                       ← 空行：標頭到這裡結束

伺服器的回應：

HTTP/1.1 200 OK                        ← 狀態列：版本、狀態碼、說明
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Length: 1532
                                       ← 空行
<!doctype html><html>…                 ← 內容（body），長度由 Content-Length 說明

HTTP 的意義（方法、狀態碼、標頭）定義在 RFC 9110，HTTP/1.1 的訊息格式定義在 RFC 9112（兩份都在 2022 年發布）。

方法與狀態碼

常見的方法（method）：

狀態碼（status code）是三位數，第一位數字代表類別：

排錯時先看第一位數字：4xx 要檢查自己送出的請求（網址、權限、登入），5xx 是伺服器那一端的問題。

HTTPS：在 HTTP 底下加一層 TLS

HTTP 的問題是明文：咖啡店的 Wi-Fi 上，只要有人擷取封包，就看得到你送出的網址、Cookie、帳號與密碼，還可能在路上改掉回應的內容。

HTTPS 就是「HTTP over TLS」：HTTP 的訊息完全一樣，只是先交給 TLS（Transport Layer Security）加密，再交給 TCP；預設的連接埠從 80 變成 443。

TLS 提供三件事：

TLS 1.3 的規格最早是 RFC 8446（2018 年）；2026 年發布的修訂版 RFC 9846 取代了它，協定版本仍然是 TLS 1.3。

TLS 1.3 交握的步驟

TCP 連線建立之後，TLS 1.3 用一次往返完成交握：

關鍵在第 1、2 步的金鑰交換：雙方各自產生一個秘密值，只把由它算出的「公開值」送給對方。 路上的人看得到兩個公開值，卻算不出雙方共同的金鑰；雙方則各用「自己的秘密值＋對方的公開值」算出同一把金鑰。

所以 HTTPS 比 HTTP 多花一次往返：TCP 交握一次、TLS 交握一次，第三次才拿到回應。 連到國外、往返時間 200 毫秒的伺服器，多出來的這一次就是 200 毫秒，這是瀏覽器盡量重複使用同一條連線的原因之一。

憑證與憑證鏈

加密只能防止別人偷看；如果你一開始就連到冒充的伺服器，加密也沒有用。憑證（certificate）用來確認對方的身分。

一張網站憑證（格式是 X.509，網際網路上的用法定義在 RFC 5280）主要寫著：

瀏覽器怎麼相信這張憑證？靠一條憑證鏈：

網站憑證 www.club.tw          ← 由中繼 CA 簽發，伺服器送出
   ↑ 簽發
中繼憑證 Demo Issuing CA 1     ← 由根 CA 簽發，伺服器一起送出
   ↑ 簽發
根憑證 Demo Root CA            ← 內建在作業系統或瀏覽器裡（信任的根憑證清單）

瀏覽器從網站憑證開始，一張一張檢查「簽發者的簽章對不對」，直到碰到自己信任的根憑證。同時檢查每一張都在有效期間內，以及網站憑證的名稱符合網址。 根 CA 的私鑰平常不直接拿來簽網站憑證，而是交給中繼 CA 簽，所以伺服器必須把中繼憑證一起送出。

萬用字元的規則：*.club.tw 只代表最左邊的一段，所以 www.club.tw、shop.club.tw 符合，club.tw 本身和 a.b.club.tw 都不符合。

瀏覽器的憑證警告代表什麼

憑證驗證失敗時，瀏覽器會擋下連線並顯示警告（各瀏覽器的字句不同）。常見的原因：

兩個常見的誤會：

• 鎖頭圖示不代表網站可信。它只代表「連線有加密，而且對方擁有這個名稱的有效憑證」。詐騙網站一樣可以替自己的網域申請到憑證，所以還是要看清楚網域名稱。
• 在警告頁按「繼續前往」等於放棄身分驗證。如果真的有人在中間冒充伺服器，你的密碼就會直接交給他。

重點整理

• HTTP 訊息是文字：請求列（方法、路徑、版本）或狀態列（版本、狀態碼），接著標頭，一個空行，再來是內容。
• 狀態碼看第一位：1xx 資訊、2xx 成功、3xx 重新導向、4xx 用戶端錯誤、5xx 伺服器錯誤。
• HTTP 是明文；HTTPS＝HTTP＋TLS，預設 443 埠，提供機密性、完整性與身分驗證。
• TLS 1.3 交握：ClientHello、ServerHello 交換公開值算出金鑰，接著加密送出憑證、CertificateVerify、Finished；比 HTTP 多一次往返。
• 瀏覽器沿著憑證鏈驗證到信任的根憑證，並檢查名稱與有效期間；任何一項失敗就會出現警告。鎖頭不代表網站可信。

下一課換一個角度：用封包分析工具，把這兩課看到的 DNS、TCP、HTTP 封包一個一個拆開來讀。