网络安全(2)-数据加解密
之前讲了身份认证，身份认证可以让我们确认收到的数据来自正确的发送者。但是传送的数据在经过中间节点的时候（或者在无线信道下并不需要经过中间节点，只要能够收到信号）可能会被偷听者收到，我们并不能阻止数据包被偷听者获取，因为数据包在在网线上或无线信道上传输，任何人都有可能通过信号接收设备获取传输的模拟信号，从而进一步解析得到以太网帧（或其他链路层协议帧）、IP报文、UDP/TCP报文、应用层数据....
我们能做的就是让偷听者即使获取了我们传输的数据，也无法知道我们传的到底是什么，即对数据进行加密。
数据加解密
数据加解密算法分为两类：对称性加解密和非对称性加解密，前者如AES,DES，后者如RSA。
对称性加解密
对称性加解密的加密和解密相同的密钥，且能通过加密算法推导出解密算法，或者通过解密算法推导出加密算法。这种做法加解密速度快，适合于对大量数据进行加解密，但密钥管理困难（防止偷听者获取密钥和加解密算法）。
比如一个简单的对称性加解密可以为：加密时将数据每个字节都加3，解密时将每个字节都减3.3就可以视为一个密钥，加减操作视为加解密算法。
对称性加解密不安全，原因在于A和B之间要通过对称性加解密算法来进行加解密，他们就必须使用相同的算法以及密钥，而算法和密钥的协商也是需要传输数据包进行协商，协商的数据包被偷听者获取之后，偷听者就获取了加解密算法和密钥，从而在收到A或者B的数据之后可以对数据进行解密，当然也可以用加密算法加密自己的数据传给A或者B。
非对称性加解密
非对称性加解密需要两个密钥，公钥和私钥，使用公钥加密的数据只能用私钥解密，使用私钥加密的数据只能用公钥解密。
A若想和B通信，A可以先生成一个公钥和私钥，然后将公钥发送给B，B通过公钥加密数据，然后发送给A，A通过私钥解密获得数据；而如果中间有C偷窥了B发送的数据，但是C没有A的私钥无法解密。同样，B生成一对公钥和私钥，公钥发送给A，A用公钥加密数据发送给B，B收到数据后用私钥解密，中间数据被C窃取，C也无法解密。
非对称性加解密相比于对称性加解密安全，因为密钥非对称，公钥随便公开，只要私钥不在网络上传输，别人即使获得公钥，窃取了加密后的数据，也无法解密。但是，非对称加解密的算法复杂度较高，对于实时性的数据加密压力较大。所以一般使用的数据加解密方法是，使用非对称性加解密方法传输对称性加解密算法的密钥，传输数据时，用对称性加解密方法加解密。
常见的非对称性加密算法如RSA算法，RSA是三个人共同提出的，所以以三个人的姓氏首字母命名。它是基于大数的因式分解的数学难题而提出的，对一个大数进行因式分解，其复杂度相当高。
RSA加密算法的原理见：RSA算法原理1, RSA算法原理2
SSH 加密原理
SSH安全协议是一种非对称加密和对称加密算法的结合。
1、首先服务端会通过非对称加密，产生一个公钥和一个私钥
2、在客户端发起请求时，服务端将公钥暴露给客户端，这个公钥可以被任意暴露
3、客户端在获取公钥之后，会先产生一个由256位随机数字组成的会话密钥，称为口令
4、客户端通过公钥将这个口令加密，发送给服务器端
5、服务器端通过私钥进行解密，获取到通讯口令
6、之后客户端和服务端的信息传递，都使用这个口令进行对称的加密
密钥交换算法
如果要进行对称性加解密，通信双方需要使用相同的加解密算法和密钥，那么双方如何协商他们使用的密钥呢？一种方式是双方使用RSA等非对称性加密算法进行密钥的交换，还有一些其他的密钥交换算法，比如DH密钥交换算法：
DH密钥交换算法是基于计算离散对数的难度（对于RSA算法是基于大数的因式分解的难度）.
离散对数的概念：
原根：如果a是素数p的一个原根，那么数值：
a mod p，a^2 mod p，…，a^(p-1) mod p
是各不相同的整数，且以某种排列方式组成了从1到p-1的所有整数。
离散对数：如果对于一个整数b和素数p的一个原根a，可以找到一个唯一的指数 i，使得：
b =（a的i次方） mod p 其中0 ≦ i ≦ p-1
那么指数i称为b的以a为基数的模p的离散对数。
Diffie-Hellman 算法的有效性依赖于计算离散对数的难度，其含义是：当已知大素数p和它的一个原根a后，对给定的 b，要计算 i ，被认为是很困难的，而给定 i 计算b 却相对容易。
Diffie-Hellman算法：
假如用户A和用户B希望交换一个密钥。
取素数p和整数a，a是p的一个原根，公开a和p。
A选择随机数XA< p， 并计算 YA=a^XA mod p。
B选择随机数XB< p，并计算 YB=a^XB mod p。
每一方都将X保密而将Y公开让另一方得到。
A计算密钥的方式是：K=(YB) ^XA mod p
B计算密钥的方式是：K=(YA) ^XB mod p
证明：
(YB)^ XA mod p = (a^XB mod p)^ XA mod p
= (a^XB)^ XA mod p = (a^XA) ^XB mod p (<-- 密钥即为 a^(XA*XB) mod p)
=(a^XA mod p)^ XB mod p= (YA) ^XB mod p
由于XA和XB是保密的，而第三方只有p、a、YB、YA可以利用，只有通过取离散对数来确定密钥，但对于大的素数p，计算离散对数是十分困难的。
