关于密钥和数字证书
前些天逛技术网,偶尔看到一篇国外关于密钥的通俗易懂的详解文章,当时对具体的细节还是有点模糊搞不清楚,so昨天恶补了一下,今天简单整理一下自己的收获,以备以后回顾。
1.鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。
2.鲍勃把公钥送给他的朋友们—-帕蒂、道格、苏珊—-每人一把。
3.苏珊给鲍勃写信,写完后用鲍勃的公钥加密,达到保密的效果。
4.鲍勃收信后,用私钥解密,看到信件内容。
5.鲍勃给苏珊回信,写完后用Hash函数,生成信件的摘要(digest)。
6.然后,鲍勃使用私钥,对这个摘要加密,生成”数字签名”(signature)。
7.鲍勃将这个签名,附在信件下面,一起发给苏珊。
8.苏珊收信后,取下数字签名,用鲍勃的公钥解密,得到信件的摘要。由此证明,这封信确实是鲍勃发出的。
9.苏珊再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致,就证明这封信未被修改过。
10.复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊,他偷偷使用了苏珊的电脑,用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。因此,他就可以冒充鲍勃,写信给苏珊。
11.苏珊发现,自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法,要求鲍勃去找”证书中心”(certificate authority,简称CA),为公钥做认证。证书中心用自己的私钥,对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密,生成”数字证书”(Digital Certificate)。
12.鲍勃拿到数字证书以后,就可以放心了。以后再给苏珊写信,只要在签名的同时,再附上数字证书就行了。
13.苏珊收信后,用CA的公钥解开数字证书,就可以拿到鲍勃真实的公钥了,然后就能证明”数字签名”是否真的是鲍勃签的。
14.下面,我们看一个应用”数字证书”的实例:https协议。这个协议主要用于网页加密。
15.首先,客户端向服务器发出加密请求。
16.服务器用自己的私钥加密网页以后,连同本身的数字证书,一起发送给客户端。
17.客户端(浏览器)的”证书管理器”,有”受信任的根证书颁发机构”列表。客户端会根据这张列表,查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。
18.如果数字证书记载的网址,与你正在浏览的网址不一致,就说明这张证书可能被冒用,浏览器会发出警告。
19.如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的,浏览器会发出另一种警告。
20.如果数字证书是可靠的,客户端就可以使用证书中的服务器公钥,对信息进行加密,然后与服务器交换加密信息。
想更好地理解上面这篇形象生动的技术文章,你还需要理解一些概念和术语
1.1、公钥密码体制(public-key cryptography)
公钥密码体制分为三个部分,公钥、私钥、加密解密算法,它的加密解密过程如下:
- 加密:通过加密算法和公钥对内容(或者说明文)进行加密,得到密文。加密过程需要用到公钥。
- 解密:通过解密算法和私钥对密文进行解密,得到明文。解密过程需要用到解密算法和私钥。注意,由公钥加密的内容,只能由私钥进行解密,也就是说,由公钥加密的内容,如果不知道私钥,是无法解密的。
公钥密码体制的公钥和算法都是公开的(这是为什么叫公钥密码体制的原因),私钥是保密的。大家都以使用公钥进行加密,但是只有私钥的持有者才能解密。在实际的使用中,有需要的人会生成一对公钥和私钥,把公钥发布出去给别人使用,自己保留私钥。
1.2、对称加密算法(symmetric key algorithms)
在对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的。也就是说,加密和解密都是使用的同一个密钥。因此对称加密算法要保证安全性的话,密钥要做好保密,只能让使用的人知道,不能对外公开。这个和上面的公钥密码体制有所不同,公钥密码体制中加密是用公钥,解密使用私钥,而对称加密算法中,加密和解密都是使用同一个密钥,不区分公钥和私钥。
// 密钥,一般就是一个字符串或数字,在加密或者解密时传递给加密/解密算法。前面在公钥密码体制中说到的公钥、私钥就是密钥,公钥是加密使用的密钥,私钥是解密使用的密钥
很多时候如果要完全程的安全通信,需要对称加密和非对称加密一起使用。
目前很流行加密算法 即 RSA算法,它是基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。