面试题：网络编程之HTTPS在Web浏览器中的安全策略实现

Question

当Web浏览器与服务器建立HTTPS连接时，可能会遇到中间人攻击。请详细说明浏览器如何通过证书验证机制来防范此类攻击，包括证书链的验证过程及可能出现的异常情况处理。

Answer 1

浏览器通过证书验证机制防范中间人攻击的方式

1. 证书获取：当浏览器与服务器建立HTTPS连接时，服务器会将数字证书发送给浏览器。
2. 基本信息检查：
   • 浏览器首先检查证书的有效期，确保证书未过期。
   • 检查证书中的域名是否与当前访问的服务器域名匹配，防止证书被用于其他非法站点。
3. 证书链验证：
   • 根证书信任：浏览器内置了受信任的根证书颁发机构（CA）列表。如果服务器证书是由这些受信任的CA直接颁发的，那么验证相对简单，直接与内置列表对比即可确认其合法性。
   • 证书链构建：如果服务器证书是由中间CA颁发的，浏览器需要构建证书链。服务器证书包含颁发者信息，指向中间CA证书。中间CA证书同样包含其颁发者信息，可能指向更高级别的中间CA或根CA。
   • 逐一验证：浏览器从服务器证书开始，沿着证书链向上验证。对于每个证书，验证其签名的有效性。签名是由上一级CA使用其私钥对证书内容（如公钥、有效期、主体信息等）进行加密生成的。浏览器使用上一级CA的公钥对签名进行解密，如果解密后的内容与证书内容一致，则签名验证通过，继续验证下一个证书，直到到达根CA。根CA证书的签名由浏览器内置的根CA公钥验证。如果整个证书链验证通过，说明服务器证书是可信的。

可能出现的异常情况及处理

1. 证书过期：浏览器会提示用户证书已过期，该连接可能不安全，用户可以选择继续访问（不推荐）或放弃连接。
2. 域名不匹配：浏览器会明确提示域名与证书中的域名不一致，这可能是中间人攻击的迹象，用户通常不应继续访问，除非确定这是由于合法原因（如网站配置错误但确实可信任），但这种情况应谨慎处理。
3. 证书链验证失败：
   • 中间CA不受信任：如果证书链中某个中间CA不在浏览器信任列表中，浏览器会提示证书不受信任。这可能是中间人伪造了一个中间CA证书，用户应停止连接，因为该连接可能已被篡改。
   • 签名验证失败：如果某个证书的签名验证失败，同样说明证书可能被篡改，浏览器会显示证书无效的提示，用户应避免继续访问该站点，防止信息泄露或遭受攻击。