iOS HTTPS迁移之路-2. 认识HTTP

HTTP全名HyperText Transfer Protocol,意为“超文本传输协议”,它是一个简单的请求-响应协议。

HTTP的缺点

HTTP并不是个加密的协议,会天然的存在几个缺点:

1.明文通信,内容很容易被窃听

互联网上的任何一个角落都存在通信内容被窃听的风险,被广泛使用的抓包工具如Wireshark,Charles等,都可以获取HTTP协议的请求(Request)和响应(Response)的内容,并对其处理。

如何解决呢?

通过HTTPS或者简单点对通信的内容进行加密。对通信内容加密要求客户端对HTTP报文主体内容进行加密,然后发送给服务器,为了保证这点,要求客户端和服务器同时具备加密和解密机制。该方式不同于SSL/TLS对通信线路的加密处理,所以内容仍然有可能被篡改。

2.不验证通信双方身份,因此有可能遭遇黑客伪装客户端或者服务器的情况

在 HTTP 协议通信中,因为不存在确认通信双方身份的步骤,对于请求发送者来说,所以任何人都可以发起请求;对于服务器来说,只要接收到请求,对于不在IP和端口不在限制黑名单的发送者都会返回一个响应。

不验证通信双方身份,会带来什么隐患呢?

  • 通信的服务器可能是伪装的服务器
  • 通信的客户端可能是伪装的客户端
  • 无法抵挡DoS攻击(Denial of Service,拒绝服务器攻击)

如何解决呢?

使用SSL/TSL证书确认机制来确认双方身份。对于 iOS 开发而言,我们可以在 App 内预埋证书,在SSL/TSL握手阶段完成与服务器双向证书的认证。关于这点,我会在后面的文章中详细提及。

3.无法验证报文的完整性,因此可能会接收到被篡改的报文。

在 HTTP 协议通信中,常常会遇到中间人攻击(Man-In-The-Middle-Attack,MITMA),通信的报文会被中间人篡改,那么怎么防止这种情况?

通常业内用的是 MD5 或 SHA-1 等散列值校验的方式,结合用来确认文件的数字签名方法。

HTTP协议版本

目前主流的 HTTP 协议版本是 HTTP/1.1,而1.1版本却是1997年发布的。在1.1之前还有几个版本,但1.1解决了一个重要的问题。我们来看下先辈们是如何解决网络传输问题的。

在 HTTP/1.0 版本的时候,每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接。

在1.0版本的时候,浏览器在打开 web 页面的时候,会使用“并行连接”(parallel connection)的方式来同时打开多个 TCP 连接,这么做会带来什么影响?

  • 我们从图中可以看到,每次 TCP 连接的建立,需要三次握手(1.客户端:你好,我给你讲个笑话;(SYN)2.服务端:好的(ACK),你讲吧(SYN);3.客户端:好的,我准备开始讲了(ACK)),这样会带来1.5个RTT(round-trip-time)往返延迟,这种情况在高延迟的情况下比较明显;
  • 每次 TCP 的连接开始阶段,会有一个慢启动的过程,这个过程是用来了解网络路径行为,所以如果能重用要比不重用要好一些;
  • 并行连接会抢夺资源,会造成一定的丢包率。

而 HTTP/1.1 使用“持久连接”(persistent connection)的机制解决了这个问题。这种策略也被成为“连接重用”(connection reuse)或者“keep-alive”。通过一次 TCP 的建立,可以进行多次 HTTP 请求、响应,这种做法无疑会降低 TCP 建立、断开释放带来的开销。持续连接的机制使得 HTTP 请求可以以“管线化”(pipelining)的方式进行发送,不过 pipelining 只适用于幂等请求(如GET/HEAD等方法),非幂等请求(如PUT/POST等方法)不能使用,因为非幂等请求之间可能有前后依赖。在1.1以前的版本中,每一个 HTTP 请求都需要等待收到上一个请求响应后才能发送。管线化使得 HTTP 请求可以并行发送。1.1版本这里的进步无疑是巨大的。

基于 HTTP/1.1 或者 HTTP/2.0 的 web 通信,我们看到,connection 都是 keep-alive 的方式。为了连接重用,很少见到显式将 connection 置为 close 的。那我们想一下,什么时候会断开 TCP 连接呢?事实上,客户端和服务器通常会持久连接保持打开状态,当它们已经闲置一小段时间或者当存在大量的连接时,一些 TCP 连接会被关闭。

那 HTTP/1.1 这么好,为什么互联网工程任务组(IETF)还要开发 HTTP/2.0 版本?2.0解决的问题正是 1.1 版本的弊端所在。包括了几个重要的改进:

  • 多路复用
  • 优先级请求
  • 请求头部压缩
  • 服务器推送

事实上,HTTP/2.0 版本正是基于谷歌2012年提出的 SPDY 方案为原型,所以我们下一节来一起了解学习下 SPDY。

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