Python Requests SSL_TLS认证详解：安全处理HTTPS请求的正确姿势

 参考资源链接：[python requests官方中文文档（ 高级用法 Requests 2.18.1 文档 ）](https://wenku.csdn.net/doc/646c55d4543f844488d076df?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. Python Requests库的简介与HTTPS基础 在当今的Web开发和数据抓取任务中，Python语言及其 Requests 库经常被用来执行HTTP请求。Requests是一个功能强大且用户友好的库，它简化了HTTP通信的复杂性。为了理解Requests如何安全地处理HTTPS请求，我们需要先从其底层的网络通信协议HTTPS的基础开始学习。 ## 1.1 Python Requests库简介 Requests库是一个Python第三方库，它为开发者提供了简单易用的API来发送各种HTTP请求。它自动处理了诸如HTTP的头部、连接、错误处理以及编码等问题，让开发者可以专注于构建业务逻辑。该库支持HTTP、HTTPS协议以及多种认证方式，并且可以轻松地处理JSON数据。 ## 1.2 HTTPS协议的重要性 超文本传输安全协议（HTTPS）是HTTP的安全版本，它通过SSL/TLS（安全套接层/传输层安全）协议提供了数据加密、身份验证和数据完整性的保证。如今，几乎所有的在线交易和敏感数据传输都要求使用HTTPS协议来保护用户数据安全，防止中间人攻击等安全威胁。 在后续章节中，我们将详细探讨SSL/TLS协议，理解HTTPS的工作原理，并学习如何在使用Python Requests库进行网络请求时安全地处理SSL/TLS认证。通过深入分析Requests库如何处理HTTPS，我们将能够更好地应对实际开发中的安全挑战。 # 2. 理解SSL/TLS协议及其在HTTPS中的作用 ## 2.1 SSL/TLS协议概述 ### 2.1.1 加密通信的历史背景 在互联网初期，数据传输主要依靠明文形式，这就意味着敏感数据在传输过程中容易遭到拦截和篡改。为了解决这个问题，加密通信技术应运而生。SSL（安全套接层）协议是最早为解决网络数据传输安全问题而设计的协议，它能够在客户端和服务器之间建立安全通道，确保数据的安全传输。 随着互联网的发展，SSL协议逐渐显现出一些设计上的缺陷，主要集中在协议的版本兼容性和安全性上。随后，IETF（互联网工程任务组）在SSL的基础上开发了TLS（传输层安全）协议，即TLS是SSL的继任者。TLS继承并强化了SSL的特性，逐渐成为目前网络安全领域应用最广泛的协议之一。 ### 2.1.2 SSL/TLS协议的演变和现状 SSL/TLS协议自诞生以来，经历了多次更新迭代，每一代都旨在提高安全性和性能。从SSLv2、SSLv3到TLS 1.0、TLS 1.1、TLS 1.2，以及最新的TLS 1.3，每一次的升级都伴随着算法的优化和安全特性的增强。特别是TLS 1.3版本，大幅减少了握手过程中的往返次数（RTT），并且废弃了不再安全的加密算法和密钥交换机制。 如今，SSL/TLS协议已经成为网络安全的基础，被广泛应用于Web浏览器、电子邮件、即时通信等多种网络应用中。它不仅为数据传输提供加密保护，还提供数据完整性校验和身份验证功能，极大地提升了互联网的安全性。 ## 2.2 HTTPS工作原理 ### 2.2.1 HTTPS与HTTP的区别 HTTP（超文本传输协议）是应用层协议，用于在客户端与服务器之间传输超文本信息。它是无状态的，并且传输的数据是明文。这意味着在HTTP协议下，数据在传输过程中可能会被第三方轻易读取或篡改，存在安全隐患。 HTTPS（超文本传输安全协议）是HTTP的安全版本，其主要变化是在HTTP和TCP/IP之间增加了SSL/TLS协议层。通过SSL/TLS加密，HTTPS协议确保了数据传输的安全性，包括数据的机密性、完整性和可认证性。因此，HTTPS成为那些需要进行电子商务交易或处理敏感数据的网站的首选。 ### 2.2.2 SSL/TLS握手过程详解 SSL/TLS握手是SSL/TLS协议中确立通信双方身份、协商加密算法、生成会话密钥的关键步骤。一个标准的SSL/TLS握手过程如下： 1. **客户端Hello**：客户端向服务器发送一个"hello"消息，包含客户端支持的TLS版本和加密套件列表以及一个随机数（Client Random）。 2. **服务器Hello**：服务器响应一个"hello"消息，选择一个客户端支持的TLS版本和加密套件，并发送服务器的SSL证书以及一个随机数（Server Random）。 3. **证书验证**：客户端验证服务器证书的有效性，包括是否由信任的CA机构签发，证书是否过期，证书是否被吊销，域名是否匹配等。 4. **密钥交换**：客户端使用服务器证书中提供的公钥加密一个随机数（Pre-Master Secret），然后发送给服务器。服务器用自己的私钥解密得到该随机数。 5. **客户端和服务器计算会话密钥**：客户端和服务器基于Client Random、Server Random和Pre-Master Secret使用特定算法生成最终的会话密钥。 6. **握手结束**：双方互相发送“ChangeCipherSpec”消息确认后续通信将使用该会话密钥加密。之后，交换结束消息。 通过这一系列步骤，握手过程在客户端和服务器之间建立了一个加密通道，为后续的数据传输提供了安全保证。 ## 2.3 SSL/TLS认证机制 ### 2.3.1 数字证书的作用与结构 数字证书是用来证明一个实体（通常是服务器）身份的电子文件。它由一个可信的第三方CA（证书颁发机构）签发，包含了实体的公钥以及证书持有者的其他身份信息。数字证书通常有以下作用： - **身份验证**：确保信息交换的双方是他们声称的那个人或服务器。 - **数据加密**：通过证书中的公钥，确保只有拥有对应私钥的实体才能解密信息。 - **数据完整性**：通过证书的签名确保数据在传输过程中没有被篡改。 数字证书的结构通常包含以下部分： - **基本信息**：证书持有者的名称、证书颁发者名称、证书有效期等。 - **公钥信息**：证书持有者的公钥以及密钥使用的加密算法。 - **证书签名信息**：CA机构使用其私钥对证书进行签名的数据。 证书可以采用X.509格式，这是一种广泛使用的公钥证书标准。 ### 2.3.2 证书颁发机构(CA)的工作流程 CA机构负责管理和签发数字证书，其工作流程大致如下： 1. **身份验证**：申请人需要向CA机构提供身份证明，以证明其对申请证书的域名或邮箱拥有控制权。 2. **生成密钥对**：申请人生成自己的公钥和私钥。 3. **提交CSR**：申请人通过证书签名请求（CSR）将公钥、组织信息和域名等信息提交给CA机构。 4. **CA审查**：CA机构会验证CSR中的信息，并可能进行域名验证或电子邮件验证。 5. **签发证书**：一旦审查通过，CA机构会用自己的私钥对证书进行签名，生成最终的数字证书。 6. **证书部署**：申请人将签发的证书部署到相应的服务器上，以便进行加密通信。 7. **证书续期与吊销**：证书都有有效期，到期前用户需要续期。如果证书私钥泄露或其他原因，需要请求CA吊销证书。 整个过程确保了数字证书的有效性和可信性，为网络安全交易提供了基础保障。 # 3. 使用Python Requests进行SSL/TLS认证 ## 3.1 Requests库的HTTPS处理 ### 3.1.1 Requests发送HTTPS请求的默认行为 Python的Requests库是进行网络请求的一个非常流行的库，它不仅简单易用，还支持多种高级功能，例如HTTP认证、保持会话、SSL/TLS认证等。当我们使用Requests库进行HTTPS请求时，它默认会处理好SSL证书的验证，确保通信的加密性和数据的完整性。 HTTPS请求通常用于敏感数据的传输，例如登录凭证、信用卡信息等。由于这些数据涉及隐私和安全，因此HTTPS是网络通信的首选协议。在Python的Requests库中，进行HTTPS请求非常简单： ```python import requests response = requests.get('https://www.example.com') print(response.text) ```