浅显易懂地解释公钥私钥数字签名数字证书

公钥私钥与数字签名数字证书

英文文章原文：http://www.youdzone.com/signature.html，在此文章基础上做了一些扩充
公钥加密，私钥解密；私钥签名，公钥验签。

私钥对摘要（某明文的hash值）进行加密，加密后产生数字签名。

Bob 有两把钥匙。Bob 的密钥之一称为公钥，另一个称为私钥。

Bob 的公钥可供任何需要它的人使用，但他将私钥留给自己。密钥用于加密信息。Bob 的两个密钥中的任何一个都可以加密数据，另一个密钥可以解密该数据。

Susan可以使用 Bob 的公钥加密消息。Bob 使用他的私钥来解密消息。Bob 的任何同事都可以访问 Susan 加密的消息，但没有 Bob 的私钥，数据就毫无价值。

现在Bob决定给Pat写一份信，信件的内容不用加密，但是要保证Pat收到信件后，能够确认信件的确是Bob发出的。Bob将信件hash计算一下，得到一串消息摘要，也叫hash值。

然后对消息摘要使用自己的私钥进行加密，加密后的结果，就是“数字签名”。

现在，Bob把数字签名附在文档之后一起发给Pat。

数字签名：私钥对某公开内容的hash值进行加密。

Pat 收到消息后使用 Bob 的公钥，将数字签名将其改回消息摘要。如果这有效，则证明 Bob 签署了该文件，因为只有 Bob 拥有他的私钥。Pat 之后将文档数据进行hash计算，如果消息摘要与解密签名时创建的消息摘要相同，则 Pat 知道数据没有更改。

既然Bob的公钥是公开的，Doug可以冒充Bob，将他自己的公钥发给Pat，让Pat误认为收到的公钥就是Bob的，然后就可以冒充Bob给Pat发消息了。所以出现新的问题，如何确保公钥不被冒充？

使用权威机构（CA）认证的公钥数字证书可以确保公钥不被冒充。通过查看数字证书，可以知道该证书是由哪家权威机构签发的，证书使用人的信息，使用人的公钥等信息。现在 Bob 的同事可以检查 Bob 的可信证书，以确保他的公钥真正属于他。事实上，Bob 公司的任何人都不会接受不存在 CA机构生成的证书的签名。 CA机构有权在私钥被泄露或不再需要时撤销签名。

证书生成过程：先生成一个文件D，文件大概是：

• 公钥内容

• 签发者ID----谁签发的证书

• Subject----也就是这个证书签发给谁。这里subject和签发者ID相同。

• 有效期

• 其他信息

  然后使用hash算法，对以上内容D进行hash计算，得到一个摘要H（hash值）。然后使用签发机构的私钥对摘要H进行RSA加密，得到数字签名S。然后将文件D和数字签名S连成一个文件，这个文件就是数字证书。所以数字证书里，包括证书持有者的身份信息，证书信息，证书持有人的公钥，以及签名信息。

CA的公钥已经添加到操作系统中了。Bob将公钥以及身份信息发送给CA机构。机构对Bob的身份进行验证，确保公钥和Bob的信息准确无误。CA机构使用自己私钥对持有人公钥与持有人信息进行数字签名，生成数字证书。使用自己的私钥对摘要进行数字签名，放到数字证书中。Susan收到证书之后，利用CA机构公钥对数字签名解析，得到摘要，然后对Bob公钥与Bob信息进行hash计算，查看计算得到的hash值是否与摘要一致，一致则说明公钥未被篡改，不一致则说明已被篡改。