Http3.0 | 搬码人’s Blog

Http的进化史

从上图的Http进化史我们可以看出，Http和Http3的传输层是完全不同的协议，Http3采用的是UDP协议。我们知道UDP是一个不可靠的协议，而TCP协议是可靠协议，怎样保证可靠传输呢？重传。

在UDP协议之上，新增了QUIC协议。由于TCP协议相对于UDP协议控制比较复杂耗时，因此针对Http应用贴身开发了QUIC协议代替TCP协议中关于可靠、流量控制的部分。

QUIC协议的特性
1、QUIC提供类似Http2的流功能；
2、QUIC使用流ID取代IP和端口，这样就能实现连接迁移。例如，从4G切换到wifi，下层的IP和端口变了，但是由于QUIC的流ID没有变，这个连接不会变，因此可以继续使用这个连接。

然后我们来看一下Http3在Http2上有什么变化：Http3由Http2进化而来，Http2最大的变化就是基于二进制流的传输。那么到Http3，由于QUIC已经管理了流，Http3本身就减负了，将流管理下移QUIC，而本身就直接调用QUIC的接口就可以了。
###Http3如何工作

我们回想一下Https，Https是类似于TCP握手的方式，先工作在Http1上，通过Http1传递交换得到密钥，然后切换到Https上工作。（Http+TLS）
接着我们回想一下Http2，Http2也是基于TLS（安全传输层协议）的，所以Http2和Https也是同样的过程，需要握手建立TLS连接，只是TLS连接完成后，发送一个Http2的连接确认消息，确认后，客户端服务器使用Http2进行连接通讯。
最后让我们看一下Http3如何工作。首先要建立好Http2连接，然后发送Http2扩展帧，这个帧包括IP和端口，浏览器收到扩展帧，使用该IP和端口，使用QUIC建立连接，如果成功则断开Http2，升级为Http3。
这三者，都用TCP协议的握手原理去理解，不同的是握手方式不同。

#####SSL握手的目的是什么？过程是怎么样的？
SSL握手的过程都是明文，因此SSL握手的重点就在于怎么在不安全的网络中进行安全的密钥交换。

TLS 和 SSL 的关系可以简单概括为一句话：TLS 是 SSL 的升级版和正式继任者，SSL 是 TLS 的前身。

RSA算法交换密钥步骤

1、客户端给出协议版本号、一个随机数（Random1），以及客户端支持的加密方法；
2、服务端确认使用的加密方法，并给出数字证书、以及随机数（Random2）；
3、客户端确认数字证书有效、生成一个新的随机数（premaster secret），并使用数字证书中的公钥，使用RSA算法加密这个随机数（非对称加密），发给服务器端。
4、服务端使用自己的私钥，获取客户端发来的随机数（premaster secret）；
5、客户端和服务端根据约定的加密方式，使用前面的三个随机数，生成对话密钥（master secret），用来加密接下来的整个对话过程（对称加密）。

1、客户端发送 ClientHello，包含：支持的TLS版本号、客户端随机数（Random1）、支持的密码套件列表（如 RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256）、支持的压缩方法；
2、服务端回复 ServerHello，选定密码套件和压缩方法，并给出服务端随机数（Random2）；
3、服务端发送数字证书（包含公钥），若需要双向认证还会请求客户端证书；
4、服务端发送 ServerHelloDone，表示握手消息发送完毕；
5、客户端验证证书有效性（检查颁发机构、是否过期、域名是否匹配），生成预主密钥（premaster secret），用服务端公钥加密后发送 ClientKeyExchange；
6、客户端发送 ChangeCipherSpec，通知服务端后续消息将使用协商出的密钥加密；随后发送 Finished，包含握手消息的校验值；
7、服务端用自己的私钥解密得到 premaster secret，双方各自用 Random1 + Random2 + premaster secret 生成主密钥（master secret），再派生出会话密钥；
8、服务端发送 ChangeCipherSpec 和 Finished，握手完成，双方开始用对称加密通信。

1、握手从 2-RTT 缩减为 1-RTT：客户端在 ClientHello 中就带上密钥共享（key share），服务端在 ServerHello 时即可开始加密，无需等证书验证后再加密；
2、移除了 RSA 密钥交换：不再支持用 RSA 加密 premaster secret 的方式，全面转向 ECDHE（临时椭圆曲线 Diffie-Hellman），实现前向安全——即使服务端私钥泄露，历史通信也无法被解密；
3、移除了不安全的算法：RC4、3DES、SHA-1、静态 RSA/DH 密钥交换等全部废弃；
4、加密范围扩大：服务端的证书在握手阶段就被加密传输，保护用户隐私；
5、密码套件简化为只保留 AEAD 类型（如 AES_256_GCM、ChaCha20_Poly1305），不再支持 CBC 模式等存在已知攻击的方案。