前语
此次不深入源码、不剖析原理、只厘清一些易混淆概念及其相关。
本次将从通讯演化前史的视点出发，一步步阐述概念及其效果。
经过本篇文章，你将了解到：
1、明文通讯
2、密文通讯
3、对称加密
4、非对称加密
5、音讯摘要
6、数字签名
7、CA与数字证书
8、总结
1、明文通讯
大部分时分，咱们沟通都是靠嘴对嘴，信息彻底暴露在他人的耳朵里。
拉拉家常无关紧要，但要是涉及重要、私密的信息就不能这姿态了。
此刻或许想到，那咱们就说悄悄话吧。
2、密文通讯
悄悄话只能是俩人近距离才干实现，若是天各一方怎样才干将信息安全送给对方呢？
咱们或多或少地看过谍战片，那会儿卧底怎么将信息传给安排呢？答案是经过暗码本。
两边约好好用一个暗码本，暗码本其实是个映射联系：
1、发送方经过暗码本将明文信息转为不易被理解的信息，称为密文。
2、接收方接收到密文后，经过暗码本映射联系反推出明文。
此刻两边通讯是经过加密的，咱们称为密文通讯。第三者想要破解信息，就需求拿到暗码本或是破译出暗码本映射联系，从而将密文转为明文。
3、对称加密
跟着科学技术的发展，人们的沟通由信件逐渐过渡为电子通讯。
当咱们在键盘上敲击一段文字后，这段信息会经过网络发送给对方，怎样保证这段信息不被他人容易知道呢？
咱们想到了加密，两边在传输信息前商量好一个密钥，发送方用密钥将信息进行加密构成密文后再发送，接收方在收到密文后运用之前洽谈的密钥进行解密。
由于加密明文、解密密文运用同一个密钥，咱们称此种加密方法为对称加密方法。
举个简略比方：
小明现在将信息进行对称加密：
1、设定密钥为：X。
2、设定加密算法为：将每个字符+X。
3、假设采用密钥 X=1。
那么将明文hello，每个字符+1，得出如下结果：
hello—>ifmmp
小红拿到密文ifmmp后，她知道密钥X=1，因而她将密文每个字符-1，得出如下结果：
ifmmp—>hello
至此，小明和小红成功进行了沟通。
此刻小刚想知道小明和小红聊了啥，所以截获了信息：
当然对称加密算法没那么简略，常见的对称加密算法有如下几种：
1、DES(Data Encryption Standard) 数据加密规范，强度比较低，简略被破解，目前运用比较少。
2、3DES(TDEA，Triple Data Encryption Algorithm) 三重数据加密算法，是DES的增强版，对一块数据运用3个不同的密钥加密。
3、AES(Advanced Encryption Standard) 高级加密规范，当前干流的对称加密算法。
4、RC4 流加密算法，由Ron Rivest 大神规划的。
5、Blowfish 块加密算法，由Bruce Schneier 大神规划的。
6、SM4 分组暗码算法，由我国规划并由国家暗码管理局发布。
好像运用对称加密就可以解决咱们通讯安全问题，但引进了另一个问题：
小明和小红怎么约好对称加密的密钥呢？\color{Red}{小明和小红怎么约好对称加密的密钥呢？}
4、非对称加密
是否有种方法可以光明磊落地传递信息呢？
答案是：非对称加密。
1、非对称加密有两个密钥，一个是公钥(public key)，另一个是私钥(private key)。
2、用公钥加密后的密文只能由私钥来解密。
3、用私钥加密后的密文只能由公钥来解密。
4、公钥可以公布出来供其他人运用，而私钥却是需求保密，不能被他人获取。
因加密与解密运用的不是同一个密钥，故此种公私钥加密方法称为：非对称加密。
接着来看看小明和小红怎么运用非对称加密来实现安全通讯。
小明和小红分别生成自己的公私钥：
1、小红将自己的公钥告知小明。
2、小明运用小红的公钥加密后发送给小红。
3、小红运用自己的私钥来解密，得出明文。
由上可知，用小红的公钥加密的信息只能由小红的私钥解开，只要小红的私钥没有走漏，那么小明和小红的通讯是安全的。
当然了，真正非对称加密算法并没有那么简略，常见的几种非对称加密算法：
1、DSA(Digital Signature Algorithm)是 Schnorr 和 ElGamal 签名算法的变种。
2、ECC(Elliptic Curves Cryptography)，椭圆曲线暗码编码学。
3、DH算法，一般用于密钥交流。
4、RSA(Ron Rives，Adi Shamir，Leonard Adleman）三位大神一同提出的，命名取姓氏最初字母。RSA 既可以交流密钥，也可以用作数字签名，是盛行最广的非对称加密算法。
5、音讯摘要
小明和小红的通讯真是安全的吗？
此刻小刚又来搞事情了：
1、由于小红的公钥是公开的，意味着小刚也能拿到公钥。
2、小刚截获了小明发送给小红的信息，尽管小刚不能解密，可是他可以假造信息。
3、小刚将假造好的信息用小红的公钥发送小红。
4、此进程中，小明和小红都不知道小刚的存在，然而小刚背地里暗戳戳地替换了信息。
以上信息标明：
1、即使是密文，信息也简略被假造。
2、小刚这种行为是中间人进犯(Man-in-the-MiddleAttack MITM)。
小明和小红一算计，想出来了一个办法：
1、小明运用Hash算法将明文进行哈希，生成音讯摘要。
2、小明将明文用小红的公钥加密并和音讯摘要一同发给小红。
3、小红收到信息后先用私钥解密，解密出来的明文运用Hash算法生成音讯摘要，并与小明发过来的音讯摘要比照，若是共同则标明音讯没被更改。
音讯摘要(Message Digest)特色：
1、经过音讯摘要算法，将一组不定长的源信息生成定长的方针信息。
2、不同的源信息生成的方针信息不共同。
常见的音讯摘要算法：MD5、SHA1。
6、数字签名
尽管采用了音讯摘要，可是小刚仍然可以自己假造信息，并生成对应的音讯摘要，小红收到后验证摘要是正确的，便认为是小明发的，这种做法仍是有缝隙。
在前边用到了小红的公钥、私钥，而没用到小明的公钥、私钥。
在音讯摘要的基础上，想办法让小明的公私钥也参加到通讯进程中来：
1、小明将公钥告知小红。
2、小明将音讯摘要运用自己的私钥加密并运用小红的公钥加密明文，两者同时发给小红。
3、小红收到信息后先用自己的私钥解密出明文，然后将加密往后的音讯摘要运用小明的公钥解密。
4、比照音讯摘要是否共同。
与音讯摘要进程比照，此刻多了一个过程：
用小明的私钥加密音讯摘要。
用私钥加密的信息的进程咱们称之为：数字签名
数字签名具有不可狡赖性的特色。依据前面的描绘，用私钥加密的信息，只要对应的公钥才干解开。
因而，若是小红运用了小明的公钥解开了密文，那么阐明该音讯肯定是小明发过来的。反之，小明运用私钥加密后发出去，代表这信息是确认是自己发的，这便是他的签名。
常见的数字签名算法：RSA、DSA、ECDSA。
老规矩，用图来看看小明与小红怎么运用数字签名的。
小明发送信息进程：
小红处理信息进程：
由上可知：
数字签名有两个效果：
1、证明音讯是某个确定的实体发送的。
2、证明音讯是没有被串改。
整个流程小明的公私钥、小红的公私钥都参加了。
由于小刚没有小明的私钥，所以他无法生成小明的数字签名，最终无法经过小红对数字签名的验证。
7、CA与数字证书
这么看来小刚是无能无能为力了？非也！
回顾一下之前说的对称加密的痛点：怎么传递对称密钥？
实际上非对称加密也存在问题：怎么传递公钥？
可见，无论是对称加密仍是非对称加密都需求解决密钥传递问题。
若是小刚假造了小红的公钥，状况如下：
1、小明在获取小红公钥的时分，被小刚替换为自己的公钥。
2、小明用小刚的公钥(他以为是小明的)对信息进行加密，并用自己的私钥对摘要做数字签名。
3、小刚收到信息后用自己的私钥解密。
4、小刚用小明的公钥加密，并用自己的私钥对摘要进行数字签名。
5、相同的方法，小刚也欺骗了小红。
6、最后，小刚愉快地当着中间人…
由于公钥被假造了，所以小刚可以为所欲为。
小明怎么才干知道自己收到的公钥是小红的呢？
这时分就需求引进权威机构：CA(Certificate Authority) 证书授权中心
有了CA，小红发布公钥的流程变了：
1、小红将自己的公钥提交给CA。
2、CA 确认小红的身份信息，比方安排机构、姓名、城市等。
3、将以上信息和小红的公钥用CA的私钥进行签名生成数字证书。
4、证书返给小红。
用图表示如下：
图上5个过程，有些同学对第4步不太理解：
小明验证小红的证书，由于证书是CA签过名的，那么需求CA的公钥来解密，那么CA 的公钥又是怎么传给小明的？
好像又回到了原点：怎么安全传递公钥的问题。
其实，信赖是有起点的。
CA 不仅为他人生成证书，也生成自己的证书，CA 为自己生成的证书里包含了CA的公钥。
CA 的证书在电脑、手机等设备进场的时分就会预置在体系里、浏览器里。
因而，当小明验证小红的证书时，会在体系里寻觅可以解开小红证书的CA 公钥，若是找到则阐明小明证书的颁发机构是可信赖的，已然信赖了该证书，那么从证书里取出的公钥，小明也认可是小红的。
至此，小红的公钥就安全地传给了小明，后边就可以愉快地通讯了。
体系里找不到对应的证书会有什么影响？咱们还记得12306网站刚开始运转的时分，用浏览器访问时浏览器会提示说该网站不受信赖，12306提示用户装置自己的根证书。
这也从旁边面阐明了，咱们不要容易更改体系里的证书。
8、总结
对称加密存在密钥传送被走漏的危险，非对称加密尽管不需求传递私钥，可是需求传递公钥，也存在被中间人进犯的危险。
为此，引进了CA 生产证书解决了非对称加密公钥传递问题。
然后非对称加密速度慢，合适加密数据量少的信息，对称加密速度快，合适加密数据量大的信息。
怎么将对称加密与非对称加密结合起来打造一个安全的通讯链路，下篇咱们将重点剖析其间的典型：SSL/TLS 的原理与应用。
