一、公钥加密
假设一下,我找了两个数字,一个是1,一个是2。我喜欢2这个数字,就保留起来,不告诉你们(私钥),然后我告诉大家,1是我的公钥。
我有一个文件,不能让别人看,我就用1加密了。别人找到了这个文件,但是他不知道2就是解密的私钥啊,所以他解不开,只有我可以用
数字2,就是我的私钥,来解密。这样我就可以保护数据了。
我的好朋友x用我的公钥1加密了字符a,加密后成了b,放在网上。别人偷到了这个文件,但是别人解不开,因为别人不知道2就是我的私钥,
只有我才能解密,解密后就得到a。这样,我们就可以传送加密的数据了。
二、私钥签名
如果我用私钥加密一段数据(当然只有我可以用私钥加密,因为只有我知道2是我的私钥),结果所有的人都看到我的内容了,因为他们都知
道我的公钥是1,那么这种加密有什么用处呢?
但是我的好朋友x说有人冒充我给他发信。怎么办呢?我把我要发的信,内容是c,用我的私钥2,加密,加密后的内容是d,发给x,再告诉他
解密看是不是c。他用我的公钥1解密,发现果然是c。
这个时候,他会想到,能够用我的公钥解密的数据,必然是用我的私钥加的密。只有我知道我得私钥,因此他就可以确认确实是我发的东西。
这样我们就能确认发送方身份了。这个过程叫做数字签名。当然具体的过程要稍微复杂一些。用私钥来加密数据,用途就是数字签名。
总结:公钥和私钥是成对的,它们互相解密。
公钥加密,私钥解密。
私钥数字签名,公钥验证。
举例
比如有两个用户Alice和Bob,Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob,Bob有一对公钥和私钥,那么加密解密的过程如下:
- Bob将他的公开密钥传送给Alice。
- Alice用Bob的公开密钥加密她的消息,然后传送给Bob。
- Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。
上面的过程可以用下图表示,Alice使用Bob的公钥进行加密,Bob用自己的私钥进行解密。
什么是HTTP协议?
HTTP协议全称Hyper Text Transfer Protocol,翻译过来就是超文本传输协议,位于TCP/IP四层模型当中的应用层。
HTTP协议通过请求/响应的方式,在客户端和服务端之间进行通信
这一切看起来很美好,但是HTTP协议有一个致命的缺点:不够安全。
HTTP协议的信息传输完全以明文方式,不做任何加密,相当于是在网络上“裸奔”。这样会导致什么问题呢?由于传输信息是明文,这个信息有可能被某个中间人恶意截获甚至篡改。这种行为叫做中间人攻击。
小灰和小红可以事先约定一种对称加密方式,并且约定一个随机生成的密钥。后续的通信中,信息发送方都使用密钥对信息加密,而信息接收方通过同样的密钥对信息解密。
虽然我们在后续的通信中对明文进行了加密,但是第一次约定加密方式和密钥的通信仍然是明文,如果第一次通信就已经被拦截了,那么密钥就会泄露给中间人,中间人仍然可以解密后续所有的通信内容。
这可怎么办呢?别担心,我们可以使用非对称加密,为密钥的传输做一层额外的保护。
非对称加密的一组秘钥对中,包含一个公钥和一个私钥。明文既可以用公钥加密,用私钥解密;也可以用私钥加密,用公钥解密。
在小灰和小红建立通信的时候,小红首先把自己的公钥Key1发给小灰:收到小红的公钥以后,小灰自己生成一个用于对称加密的密钥Key2,并且用刚才接收的公钥Key1对Key2进行加密(这里有点绕),发送给小红:小红利用自己非对称加密的私钥,解开了公钥Key1的加密,获得了Key2的内容。从此以后,两人就可以利用Key2进行对称加密的通信了。在通信过程中,即使中间人在一开始就截获了公钥Key1,由于不知道私钥是什么,也无从解密。中间人虽然不知道小红的私钥是什么,但是在截获了小红的公钥Key1之后,却可以偷天换日,自己另外生成一对公钥私钥,把自己的公钥Key3发送给小灰。
小灰不知道公钥被偷偷换过,以为Key3就是小红的公钥。于是按照先前的流程,用Key3加密了自己生成的对称加密密钥Key2,发送给小红。
这一次通信再次被中间人截获,中间人先用自己的私钥解开了Key3的加密,获得Key2,然后再用当初小红发来的Key1重新加密,再发给小红。这样一来,两个人后续的通信尽管用Key2做了对称加密,但是中间人已经掌握了Key2,所以可以轻松进行解密。
这时候,我们有必要引入第三方,一个权威的证书颁发机构(CA)来解决。
到底什么是证书呢?证书包含如下信息:
流程如下:
1.作为服务端的小红,首先把自己的公钥发给证书颁发机构,向证书颁发机构申请证书。
2.证书颁发机构自己也有一对公钥私钥。机构利用自己的私钥来加密Key1,并且通过服务端网址等信息生成一个证书签名,证书签名同样经过机构的私钥加密。证书制作完成后,机构把证书发送给了服务端小红。
3.当小灰向小红请求通信的时候,小红不再直接返回自己的公钥,而是把自己申请的证书返回给小灰。
4.小灰收到证书以后,要做的第一件事情是验证证书的真伪。需要说明的是,各大浏览器和操作系统已经维护了所有权威证书机构的名称和公钥。所以小灰只需要知道是哪个机构颁布的证书,就可以从本地找到对应的机构公钥,解密出证书签名。
接下来,小灰按照同样的签名规则,自己也生成一个证书签名,如果两个签名一致,说明证书是有效的。
验证成功后,小灰就可以放心地再次利用机构公钥,解密出服务端小红的公钥Key1。
5.像之前一样,小灰生成自己的对称加密密钥Key2,并且用服务端公钥Key1加密Key2,发送给小红。
6.最后,小红用自己的私钥解开加密,得到对称加密密钥Key2。于是两人开始用Key2进行对称加密的通信。
由于证书信息是由服务器网址等信息生成的并且经过机构私钥加密,所以中间人无法篡改。
参考链接:https://blog.csdn.net/cut001/article/details/53189645 参考公众号:程序员小灰
原文地址:https://www.cnblogs.com/leifonlyone/p/12609629.html