HTTPS是什麼？鎖頭圖示能保護與不能保護的事

生活中的例子

用瀏覽器打開網頁，網址有時會以「https://」開頭。在網路上購物或登入時，應該有人被教過「要確認鎖頭圖示」。

可是最近的Chrome，網址列上的鎖頭圖示已經不見了。另一方面，被有鎖頭圖示的假網站欺騙的受害事件也一再發生。鎖頭圖示到底保護了什麼，又沒有保護什麼呢？這篇文章會依序看看它的運作方式。

HTTP是什麼：「請給我頁面」這段對話的規則

瀏覽器要顯示頁面時，會向伺服器送出請求。伺服器是依要求提供資料的電腦。規定「請給我這個頁面」「好，給你」這種對話形式的規則，稱為HTTP。

HTTP的對話，直接傳送的話，任何人都讀得懂。在網際網路上，資料會分成小塊，經過許多設備轉送才送達。途中的設備，或連在同一個Wi-Fi的人，只要想讀，就讀得到內容。轉送的方式，在「網際網路怎麼傳送資料？」中說明。

HTTPS的「S」，是Secure（安全）的第一個字母。對話的內容和HTTP一樣，只是把這段對話包成別人讀不懂的形式再傳送。負責包起來的規則，稱為TLS。也就是說，HTTPS是「用TLS保護的HTTP」。

TLS的前身，是1990年代Netscape公司做的SSL。SSL被發現弱點後就不再使用，由一再改良的TLS取代。像「SSL憑證」這樣，舊名稱到現在還留著。

HTTPS保護的3件事

通訊上令人擔心的事，大致可分成3種。在資訊安全領域，常稱為「竊聽、竄改、冒充」。HTTPS對這3種，各有對應的對策。

加密，是用固定的步驟和「金鑰」，把資料轉成看不出意思的形式。只有持有正確金鑰的對方，才能還原。金鑰的真面目，是非常長的數字（這裡省略計算的內容）。

偵測改寫的方法，是在送出的每一段資料後面，附上用金鑰算出的簡短確認值。途中只要被改了1個字，接收端的計算就會對不上。這時，連線本身就會中斷。

第3件事「對方是不是本尊」，要用後面說明的憑證來確認。我們先來看看，加密用的金鑰要怎麼準備。

怎麼和初次見面的對象共享金鑰

加密和還原都使用同一把金鑰的方式，稱為對稱式加密。計算很輕，大的資料也能快速加密。不過，瀏覽器和伺服器是初次見面。如果直接把金鑰送過去，途中就會被偷看。

解決這個問題的，是公開金鑰加密的想法。使用成對的2把金鑰，一把是給誰看都沒關係的「公開金鑰」，另一把是只有本人持有的「私密金鑰」。從公開金鑰推算出私密金鑰，被設計成以現在的電腦無法在合理的時間內做到。

現在HTTPS的主要方法，不傳送金鑰本身。瀏覽器和伺服器，各自在手邊產生用完即丟的秘密數字。這相當於私密金鑰。只有從它算出的「可以給人看的材料」（相當於公開金鑰），會互相傳送。把對方的材料和自己的秘密組合起來，雙方就會做出相同的金鑰。

即使途中偷看了材料，沒有手邊的秘密，也做不出相同的金鑰。這個方法以想出它的2人命名，稱為迪菲-赫爾曼金鑰交換。它的基礎，是1976年發表的想法。做出的金鑰，會用在之後的對稱式加密。也就是只在一開始做繁重的計算，正式的通訊則用輕量的對稱式加密進行。

憑證與憑證機構：確認對方是不是本尊

要怎麼確認，正在對話的是真正的「example.com」呢？這時用的就是「憑證」。憑證是寫著網站名稱和該網站公開金鑰這一組資料的電子身分證。

憑證上，蓋有發行機構的電子印章。這稱為數位簽章。簽章只能用發行機構的私密金鑰做出來，任何人都能用該機構的公開金鑰來確認。憑證的內容只要改了1個字，確認時就會對不上。

發行憑證的機構，稱為憑證機構（CA）。憑證機構會先確認申請者真的管理那個網域（網站的名稱），才發行憑證。瀏覽器和作業系統裡，一開始就內建了信任的憑證機構清單。瀏覽器會依序追溯簽章，確認能不能追到這份清單。

不過，憑證是任何人都看得到的公開資訊。所以伺服器不只出示憑證，還要證明自己持有成對的私密金鑰。具體來說，就是用私密金鑰替當下的交換內容簽章後送出。瀏覽器也會確認打開的網址和憑證上的名稱是否相符、是否過期。只要有任何問題，就會顯示警告並停止連線。

以前的憑證大多要付費，手續也很麻煩。因此，出現了免費且自動發行憑證的憑證機構「Let's Encrypt」。它在2015年9月發出第一張憑證。營運者是美國的非營利組織ISRG。它報告說，到2025年底，約有7億6,200萬個網站使用它的憑證。

連線之前的流程

把到目前為止的內容整理一下，用HTTPS連線時，會發生下面這些事。圖中是2018年成為標準的TLS 1.3版本，經過簡化後的樣子。

準備完成後，「請給我這個頁面」的HTTP請求和回應，會用做好的金鑰加密後傳送。並不是每次打開頁面，都要從頭做一次這個準備。也有重複使用之前做好的資訊，來縮短準備的方法。

即使有鎖頭圖示也保護不了的事

1. 網站值不值得信任

鎖頭圖示表示的，只是「正在和這個名稱的網站，進行受密碼保護的通訊」。即使是以詐騙為目的的網站，只要是自己申請的網域，也拿得到憑證。假冒真實的公司等，用假網站讓人輸入密碼等資料的詐騙，稱為網路釣魚。

根據反網路釣魚組織APWG的報告，使用HTTPS的釣魚網站，在2018年10～12月約占47%。到了2020年7～9月，增加到約80%。該看的不是鎖頭圖示，而是網址列的網域名稱是不是真的。不要從電子郵件或簡訊的連結打開，從書籤或官方App進入比較安全。

2. 送來的內容安不安全

HTTPS只保護傳送的途中，不檢查傳送的內容。病毒等惡意程式，也會在加密的狀態下送達。另外，資料送達之後怎麼處理，取決於經營者。個人資料從伺服器外洩的事故，HTTPS無法防止。

3. 正在看哪個網站

HTTPS會隱藏的，是頁面的內容，以及網址中網域名稱之後的部分。例如「example.com/account/」，「/account/」的部分會被加密。輸入的密碼，以及用來維持登入狀態的小資料（Cookie），也受到保護。

另一方面，通訊對象的IP位址（設備的號碼），為了送達，會維持看得到的狀態。通訊的量和時間也看得出來。而且，網站的名稱（網域名稱），在很多情況下也能從途中讀到。理由有2個。

第1個，是從名稱查號碼的DNS查詢。這個查詢，用傳統的方式不會加密就送出。

第2個，是在準備加密時，瀏覽器會告知「想連線的網站名稱」。因為1台伺服器有時會負責許多網站，所以需要這個資訊。這個欄位稱為SNI，過去一直是不加密就送出。

兩者都有隱藏的技術。把DNS查詢加密的方式，有DNS over HTTPS等。把SNI加密的ECH，也在2026年3月成為標準。不過，會不會使用，取決於瀏覽器、網站和網路的設定。目前還不能說「只要是HTTPS，就沒有人知道你看了哪個網站」。

公司的網路，還有一個要注意的地方。有些公司會在員工電腦的「信任的憑證機構清單」裡，加入公司自己的憑證機構。然後在途中放置一台設備，先解開HTTPS再檢查內容。目的是找出病毒或資料外流。這時，即使出現鎖頭圖示，公司的設備也讀得到內容。

瀏覽器的顯示也在改變

Google在2023年5月宣布，要把Chrome網址列的鎖頭圖示換成別的圖示。那是排列著滑桿的形狀、代表設定的圖示。從2023年9月的Chrome 117開始，改成這種顯示。理由之一，是鎖頭圖示一直被誤解。在Google 2021年的調查中，正確理解鎖頭圖示意思的參與者只有11%。

另一個理由，是HTTPS已經變得理所當然。現在，告知「不是HTTPS」比告知「是HTTPS」更有用。Chrome會在HTTP的頁面上顯示「不安全」。此外，Google在2025年10月宣布了一項計畫，要讓某個設定預設啟用。這個設定會在第一次打開不是HTTPS的公開網站前，先要求確認。預定從2026年10月的Chrome 154開始，對所有使用者啟用。

常見的誤解

從數字來看

在幾乎所有頁面都以HTTPS打開的現在，鎖頭圖示能分辨的，只有剩下少數的HTTP頁面。正因如此，比起有沒有鎖頭圖示，養成確認網域名稱的習慣更重要。

憑證期限縮短的理由之一，是撤銷有問題憑證的機制，並不是每次都能確實運作。期限短的話，即使私密金鑰被偷，或網域的擁有者換人，舊憑證能被使用的期間也會比較短。

進一步學習

• 用表格看公開金鑰加密的種類：RSA加密、橢圓曲線密碼學、後量子密碼的差異（也包括對量子電腦的準備）
• HTTP版本的差異：HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3的差異（HTTP/3把加密納入了通訊的規則）
• 減少假網站的受害：多因素驗證（除了密碼，還用手機等其他東西來確認本人的方法）
• 用計算試試密碼的強度：密碼暴力破解時間計算工具
• 公司網路的防護：防火牆、IDS、IPS、WAF的差異、VPN（把整個通訊加密的虛擬專用通道。從公司外連進公司網路時等情況使用）