加密算法概览

1.对称加密

• 加密方和解密方使用同一套密钥。即:发送方通过使用相应的加密算法和密钥，对将要发送的信息进行加密；对接收方来说，使用解密算法和相同的密钥解锁信息，从而有能力理解对方的信息。
• DES、IDEA、AES、SM1、SM4

2.非对称加密

• 非对称加密中，发送方和接收方使用的是不同的密钥，主要解决的问题是防止在密钥协商的过程中发泄漏。
• RSA、ECC、SM2

3.散列算法

• MD5、SHA(SHA1、SHA2)、SM3

4.非对称加密

• 非对称加密使用两个密钥，一个是public key，一个是private key。通过一个特殊的数学算法，使得数据的加密和解密使用不同的密钥。因为用的是不同的密钥，所以称为非对称加密。

• 如果使用非对称加密，一般遵从这样的原则：公钥只用来加密，私钥只用来解密。另外，我们注意到一点，因为私钥不会在公网上传播，因此，私钥也可以认为是个人身份的证明。

捕获.PNG

• 如果在发送过程中，有人（例如C）修改了里面密文消息，B拿到的密文，解密之后得到明文，并非A所发送的，信息也不正确，但是B并不知道。所以这里就要解决两个问题：
  • (1).A的身份认证（确保消息是A发出的）
  • (2).A发送的消息完整性（确保消息没有被其他人篡改）

-要解决上面两个问题就要引入一个概念：数字签名。要讲解数字签名，还需要先了解另一个概念：消息摘要。

• 消息摘要是将消息经过哈希转换成一个固定长度的、值唯一的字符串。值唯一的意思是不同的消息转换的摘要是不同的，并且能够确保唯一。该过程不可逆，即不能通过摘要反推明文（似乎SHA1已经可以被破解了，SHA2还没有。一般认为不可破解，或者破解需要耗费太多时间，性价比低）。利用这一特性，可以验证消息的完整性。

• 既然消息摘要可以保证消息的完整性，而private key又可以作为身份证明，那么用private key加密过的消息摘要就同时解决了上述的两个问题——身份认证和消息完整性，这个“由private key加密的消息摘要”也就是数字签名。

使用数字签名后的加密消息摘要.PNG

• 详细过程如下所示：

  • (1).A和B都各有一个public key和一个private key，这些key根据相应的算法已经生成好了。private key只保留在各自的本地，public key传给对方；

  • (2).将数据明文进行摘要（hash）运算后得到摘要（消息完整性），再将摘要用A的private key加密（身份认证），得到数字签名；然后用B的public key加密数据加密得到密文，最后将密文和数字签名一块发给B；

  • (3).收到A的消息后，先将密文用自己的private key解密，得到明文。对明文进行摘要运算，得到实际收到的摘要；再将数字签名用A的public key进行解密后，得到正确的摘要（解密成功说明A的身份被认证了）。将两份摘要进行对比，如果一致，则说明消息没有被篡改（消息完整性）；

5.CA

• 现实中，通过CA（Certificate Authority）来保证public key的真实性。CA也是基于非对称加密算法来工作。有了CA后，B会先把自己的public key（和一些其他信息）交给CA。CA用自己的private key加密这些数据，加密完的数据称为B的数字证书。现在B要向A传递自己的public key，B传递的是CA加密之后的数字证书。A收到以后，会通过CA发布的CA证书（包含了CA的public key），来解密B的数字证书，从而获得B的public key。（备注：现实的数字证书不仅包含所有者public key，还包含证书信息：过期时间和序列号，所有者信息：姓名等）

• CA把自己的CA证书集成在了浏览器和操作系统里面。A拿到浏览器或者操作系统的时候，已经有了CA证书，没有必要通过网络获取，那自然也不存在劫持的问题。

6.SSL/TLS的应用

• 非对称加密算法比对称加密算法要复杂的多，处理起来也要慢得多。如果所有的网络数据都用非对称加密算法来加密，效率会很低。所以在实际应用中，非对称加密只会用来传递一条信息，那就是用于对称加密的密钥。当对称加密的密钥确定后，A和B还是通过对称加密算法进行网络通信。这样，既保证了网络通信的安全性又不影响效率，A和B也不用见面商量密钥了。所以，在现代，A和B之间要进行安全，省心的网络通信，需要经过以下几个步骤：
  • (1).通过CA体系交换public key；
  • (2).通过非对称加密算法交换用于对称加密的密钥；
  • (3).通过对称加密算法加密正常的网络通信；