面试题：网络编程：HTTPS协议如何保证数据传输的完整性

Question

请阐述HTTPS协议在数据传输过程中，是通过什么机制来确保数据没有被篡改，保证数据完整性的？

Answer 1

1. 数字摘要：
   • 发送方在发送数据前，会对要发送的数据运用特定的哈希算法（如MD5、SHA - 1、SHA - 256等）生成一个固定长度的摘要。哈希算法具有单向性，即从数据容易计算出摘要，但从摘要几乎无法反推出原始数据。同时，不同的数据产生的摘要几乎不可能相同，哪怕原始数据只改变一个字节，生成的摘要也会截然不同。
   • 例如，对于一段文本“Hello World”，使用SHA - 256算法计算出的摘要为“65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4c4e63a73a2d3931d71b7f050f9c214ab51”，若将文本改为“Hello World！”，重新计算的摘要则会完全不同。
2. 数字签名：
   • 发送方使用自己的私钥对生成的数字摘要进行加密，这个加密后的摘要就是数字签名。因为私钥只有发送方持有，其他人无法伪造这个签名。
   • 接收方收到数据和数字签名后，使用发送方的公钥对数字签名进行解密，得到发送方生成的原始摘要。同时，接收方对收到的数据运用同样的哈希算法计算出一个摘要。
   • 然后对比这两个摘要，如果相同，则说明数据在传输过程中没有被篡改，保证了数据的完整性。因为如果数据被篡改，重新计算出的摘要必然与发送方的原始摘要不同，从而数字签名验证不通过。
3. 证书机制：
   • HTTPS通信过程中，服务器会向客户端发送数字证书。证书由受信任的证书颁发机构（CA）颁发，其中包含了服务器的公钥以及CA对该公钥的数字签名等信息。
   • 客户端收到证书后，会使用CA的根证书（客户端预先安装了一些受信任CA的根证书）来验证证书中CA的签名，确保证书是由可信的CA颁发的。
   • 验证通过后，就可以信任证书中服务器的公钥，从而可以正确地对服务器发送的数字签名进行解密验证，保证数据完整性验证的可靠性。如果证书被篡改，签名验证就会失败，客户端会收到证书相关的错误提示，不会信任该服务器。