HTTPS ECDHE 握手全解析
在 HTTPS 的安全体系中，握手阶段是决定通信是否安全、高效的关键 —— 而如今主流的ECDHE 握手，凭借 “前向保密” 和高性能的优势，几乎成了所有现代网站的标配。
一、先搞懂：什么是 ECDHE 握手？
ECDHE 的全称是 “椭圆曲线 Diffie-Hellman 临时密钥交换”，它是基于椭圆曲线密码学（ECC） + 临时密钥的握手方式，核心特点是：
- 每次握手都会生成临时的公私钥对，用完即弃；
- 支持前向保密：即使服务器长期私钥泄露，历史通信也不会被破解。
二、HTTPS ECDHE 握手全过程（以 TLS 1.2 为例）
我们把握手拆成 6 个关键步骤，清晰还原客户端（比如浏览器）和服务器的每一步操作：
步骤 1：客户端发起请求 → Client Hello
客户端向服务器发送 “握手初始包”，包含：
- 支持的 TLS 版本（如 TLS 1.2）；
- 支持的加密套件列表（需包含 ECDHE，比如
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384）； - Client Random：客户端生成的随机数 1（后续用于生成会话密钥）；
- 支持的椭圆曲线列表（如 secp256r1）和椭圆曲线点格式。
步骤 2：服务器响应 → Server Hello + 证书 + Server Key Exchange
服务器收到请求后，依次返回 3 个关键内容：
- Server Hello：
- 选定的 TLS 版本、加密套件（从客户端列表中选 ECDHE 相关的）；
- Server Random：服务器生成的随机数 2；
- 选定的椭圆曲线（如 secp256r1）和点格式。
- 服务器证书：
- 包含服务器的长期公钥（用于后续身份验证），以及 CA 的签名（保证证书合法性）。
- Server Key Exchange（ECDHE 的核心步骤）：
- 服务器生成临时私钥 d_server（仅本次握手使用，用完丢弃）；
- 基于选定的椭圆曲线基点 G，计算临时公钥 Q_server = d_server × G（椭圆曲线点乘）；
- 用服务器的长期私钥，对 “椭圆曲线参数 + Q_server + Client Random + Server Random” 做签名（防止临时公钥被篡改）；
- 将 “Q_server + 签名” 一起发给客户端。
步骤 3：服务器结束响应 → Server Hello Done
服务器发送 “Server Hello Done”，告知客户端：“我的响应内容发完了，请你继续操作”。
步骤 4：客户端处理 → Client Key Exchange + 签名验证
客户端收到服务器的响应后，做两件事：
- 验证签名：
- 用服务器证书里的长期公钥，验证 Server Key Exchange 中的签名，确认 Q_server 确实是服务器生成的（防止中间人伪造）。
- 生成客户端临时密钥：
- 生成临时私钥 d_client（本次握手专用）；
- 计算临时公钥 Q_client = d_client × G；
- 将 Q_client 发送给服务器（即 Client Key Exchange 包）。
步骤 5：双方生成共享密钥
这一步是 ECDHE 的 “密钥协商核心”：
- 客户端计算：共享密钥 = d_client × Q_server（椭圆曲线点乘）；
- 服务器计算：共享密钥 = d_server × Q_client；
由于椭圆曲线点乘满足交换律（d_client × (d_server×G) = d_server × (d_client×G)），双方会得到完全相同的共享密钥。
之后，双方再用 “Client Random + Server Random + 共享密钥”，生成最终的会话密钥（用于后续通信的对称加密，比如 AES）。
步骤 6：验证握手完整性 → Finished
为了确保握手过程没被篡改，双方会做最后的验证：
- 客户端将 “所有握手信息的哈希值” 用会话密钥加密，发给服务器（Finished 包）；
- 服务器解密后，对比自己计算的哈希值，验证一致则握手有效；
- 服务器同样将 “握手信息哈希值” 加密后发给客户端，客户端验证通过后，握手完成。
三、ECDHE 握手 vs RSA 握手：核心差异对比
我们从 5 个关键维度，对比两者的区别：
| 对比维度 | ECDHE 握手 | RSA 握手 |
|---|---|---|
| 前向保密支持 | ✅ 支持：临时密钥用完即弃，长期私钥泄露不影响历史通信 | ❌ 不支持：依赖服务器长期私钥，泄露则历史通信可被破解 |
| 密钥协商逻辑 | 双方用临时私钥 + 对方临时公钥（椭圆曲线点乘）生成共享密钥 | 客户端用服务器长期公钥加密预主密钥，服务器用长期私钥解密 |
| 服务器私钥作用 | 仅用于 “对临时公钥签名”（身份验证） | 用于 “解密预主密钥 + 签名”（核心解密能力） |
| 性能表现 | 高：椭圆曲线运算高效，256 位 ECC≈2048 位 RSA 的安全强度 | 低：大整数运算耗时，密钥长度需更长 |
| 密钥临时性 | 临时密钥是每次握手随机生成，用完丢弃 | 预主密钥单次，但依赖服务器长期密钥 |
四、HTTPS ECDHE 握手的 Xmind 大纲图
五、总结
ECDHE 握手凭借 “前向保密” 和 “高性能”，成了现代 HTTPS 的主流选择 —— 它既解决了 RSA 握手的安全隐患，又能在保证安全的前提下提升通信效率。
