HTTPS（Hyper Text Transfer Protocol Secure）是HTTP的安全版本，通过SSL/TLS协议为通讯提供加密、身份验证和数据完整性保护。
一、HTTPS核心原理
1.加密流程概述
- 客户端发起HTTPS请求（连接到服务器443端口）
- 服务器返回数字证书（包含公钥）
- 客户端验证证书（检查颁发机构、有效期等）
- 密钥交换（对过非对称加密协商对称密钥）
- 加密通信（使用对称密钥加密数据传输）
2.加密技术组合
| 技术类型 | 作用 | 典型算法 |
|---|---|---|
| 非对称加密 | 身份验证和密钥交换 | RSA、ECC、DH |
| 对称加密 | 加密实际传输数据 | AES、3DES、ChaCha20 |
| 哈希算法 | 保证数据完整性 | SHA-256、SHA-3 |
| 数字证书 | 验证服务器身份 | X.509标准 |
二、证书体系详解
1、证书类型对比
| 类型 | 验证级别 | 颁发速度 | 价格 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| DV证书 | 域名验证 | 分钟级 | 免费-低价 | 个人网站、测试环境 |
| OV证书 | 组织验证 | 1-3天 | 中档 | 企业官网 |
| EV证书 | 扩展验证 | 3-7天 | 高价 | 金融、电商等高安全需求 |
| 自签名证书 | 无第三方验证 | 即时 | 免费 | 内网、开发环境 |
2. 证书获取方式
- 购买商业证书（推荐生产环境使用）
- 主流CA机构：DigiCert、Sectigo、GlobalSign
- 云服务商提供：AWS ACM、阿里云SSL证书
- 免费证书（适合中小项目）
- Let’s Encrypt（90天有效期，需自动续期）
- Cloudflare提供的边缘证书
- 自签名证书（开发测试用）
# 使用OpenSSL生成
openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -nodes \
-keyout server.key -out server.crt \
-days 365 -subj "/CN=yourdomain.com"
三、Spring Boot配置HTTPS
1. 基础配置步骤
1.1 准备证书文件
将证书（.crt或.pem）和私钥（.key）文件放入resources/ssl/目录
1.2 配置application.yml
server:
port: 443
ssl:
enabled: true
key-store: classpath:ssl/keystore.p12
key-store-password: yourpassword
key-store-type: PKCS12
key-alias: tomcat
protocol: TLS
enabled-protocols: TLSv1.2,TLSv1.3
ciphers: TLS_AES_256_GCM_SHA384,TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256...
1.3 强制HTTP跳转HTTPS（可选）
@Configuration
public class HttpsConfig {
@Bean
public ServletWebServerFactory servletContainer() {
TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory() {
@Override
protected void postProcessContext(Context context) {
SecurityConstraint securityConstraint = new SecurityConstraint();
securityConstraint.setUserConstraint("CONFIDENTIAL");
SecurityCollection collection = new SecurityCollection();
collection.addPattern("/*");
securityConstraint.addCollection(collection);
context.addConstraint(securityConstraint);
}
};
tomcat.addAdditionalTomcatConnectors(redirectConnector());
return tomcat;
}
private Connector redirectConnector() {
Connector connector = new Connector("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
connector.setScheme("http");
connector.setPort(8080);
connector.setSecure(false);
connector.setRedirectPort(443);
return connector;
}
}
2. 高级安全配置
2.1 启用HSTS
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http
.headers()
.httpStrictTransportSecurity()
.includeSubDomains(true)
.maxAgeInSeconds(31536000); // 1年
}
}
2.2 证书自动续期（Let’s Encrypt）
@Scheduled(cron = "0 0 3 * * ?") // 每天凌晨3点检查
public void renewCertificate() {
try {
Process process = Runtime.getRuntime().exec("certbot renew --quiet");
int exitCode = process.waitFor();
if (exitCode == 0) {
logger.info("证书续期成功");
// 重新加载证书
((TomcatWebServer) webServer).getTomcat().getConnector().reload();
}
} catch (Exception e) {
logger.error("证书续期失败", e);
}
}
四、HTTPS性能优化
1. 协议与算法选择
server:
ssl:
enabled-protocols: TLSv1.3 # 优先使用TLS 1.3
ciphers:
- TLS_AES_256_GCM_SHA384 # TLS 1.3
- TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256 # 移动设备优化
- TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
- TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
2. 会话恢复技术
@Bean
public WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> tomcatCustomizer() {
return factory -> factory.addConnectorCustomizers(connector -> {
connector.setProperty("sslEnabledProtocols", "TLSv1.2,TLSv1.3");
connector.setProperty("sslSessionTimeout", "3600"); // 1小时会话缓存
connector.setProperty("sslSessionCacheSize", "20480"); // 缓存大小
});
}
3. OCSP Stapling配置
# 生成OCSP响应文件
openssl ocsp -issuer chain.pem -cert server.crt \
-url http://ocsp.digicert.com -respout ocsp.der
# Nginx配置示例（Spring Boot需通过前置代理实现）
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /path/to/chain.pem;
五、常见问题排查
1. 证书链不完整
症状：浏览器显示"证书不受信任"
解决：确保包含中间证书
cat server.crt intermediate.crt > fullchain.crt
2. 混合内容警告
症状：HTTPS页面加载HTTP资源
解决：
- 使用内容安全策略(CSP)
<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="upgrade-insecure-requests">
- 或使用协议相对URL：
//example.com/resource.js
3. SSL握手失败
诊断命令：
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -tlsextdebug -showcerts
六、安全加固建议
-
禁用弱协议和算法
server: ssl: enabled-protocols: TLSv1.2,TLSv1.3 ciphers: "HIGH:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!DES:!RC4:!MD5:!PSK" -
启用证书透明度(CT)
@Bean public WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> ctEnforcer() { return factory -> factory.addContextCustomizers(context -> { context.addParameter("certificateTransparency", "true"); }); } -
定期轮换密钥
# 生成新密钥对 openssl ecparam -genkey -name prime256v1 -out newkey.pem
