为什么Wireshark无法解密HTTPS数据

问题

由于需要定位一个问题，在服务器上tcpdump抓取http数据包，然后下载到本地打开wireshark分析。然后我们下载域名私钥配置到wireshark，发现数据包居然无法解密。是wireshark配置密钥的方法不对？但谷歌了好多文章都是说这样配置的。由于对HTTPS认识不够深,一时不知道如何入手解决。没办法，只能先了解tls这个协议了，于是查看了TLS1.2的RFC文档，终于勉强解答了这个疑惑。

TLS握手整个过程

在解决这个问题之前，先整体了解一下TLS的握手全过程。省略了不常见的过程。如图：

下面按顺序介绍各握手步骤。

Client Hello

这是TLS握手的第一步，由客户端发起请求。此协议主要包括了一个客户端生成的随机字符串（用来下面生成session key），还有客户端支持的加密套件列表。如图：

Server Hello

服务器收到客户端的Client Hello数据包之后，根据客户端发来的加密套件列表，选择一个加密套件，也生成一个随机字符串返回给客户端。我们看到下图中的加密套件为，密钥交换算法使用ECDHE_RSA，对称加密算法使用AES_256_GCM_SHA384,如图：

Server Certificate

接着服务器再返回证书列表，包括证书链及域名证书。返回的证书用来给客户端验证当前连接服务器的身份，防止中间人攻击。

Server Key Exchange

Server Key Exchange协议包，由服务器返回，主要目的是与客户端交换用于数据对称加密的密钥。如图：

Server Hello Done

服务器返回此协议数据，告诉客户端已经完成返回所需用于密钥交换的数据。服务器等待客户端响应。

Client Key Exchange

客户端根据服务器返回的DH密钥数据生成DH公共数据也发给服务器，用来生成最终的pre-master-secret。如图：

Change Cipher Spec

此协议用于客户端和服务器相互告知也完成密钥交换过程，可以切换到对称加密过程。

到这里大概的TLS握手过程就结束了。为解决本文中的问题，还需要了解密钥交换的算法，RSA和Diffie–Hellman。

密钥交换算法

密钥交换算法目前常用的有RSA和Diffie-Hellman。
对于密钥交换使用RSA算法，pre-master-secret由客户端生成，并使用公钥加密传输给服务器。
对于密钥交换使用Diffie-Hellman算法，pre-master-secret则通过在Key Exchange阶段交换的信息，由各自计算出pre-master-secret。所以pre-master-secret没有存到硬盘，也没有在网络上传输，wireshark就无法获取session key，也就无法解密应用数据。那我们是否可以反向计算出pre-master-secret呢？理论上可以，但是非常困难。
对Diffie-Hellman算法感兴趣的可以参考http://en.wikipedia.org/wiki/Diffie%E2%80%93Hellman_key_exchange

解决方法

说了这么多，究竟有什么办法可以让wireshark解密数据？我们可以通过下面几种方法来使wireshark能解密http数据包。

1. 中间人攻击; 2. 设置web服务器使用RSA作为交换密钥算法; 3. 如果是用chrome,firefox，可以设置导出pre-master-secret log，然后wireshark设置pre-master-secret log路径，这样就可以解密了。