对称加密 非对称加密 AC认证 https原理

文章目录

• 对称加密及漏洞
• 非对称加密及漏洞
• 什么是数据摘要（也称数据指纹）
• 什么是CA认证
• CA证书签发过程
• https通信方案

对称加密及漏洞

对称加密是一种加密算法，使用相同的密钥（也称为对称密钥）用于加密和解密数据。在对称加密中，发送方使用密钥对要发送的数据进行加密，接收方使用相同的密钥对接收到的密文进行解密，从而还原成原始的明文数据。
对称加密的特点包括：

快速高效：对称加密算法通常计算速度快，适合处理大量数据。

加密解密使用相同密钥：对称加密使用相同的密钥进行加密和解密操作，因此在通信双方之间需要共享密钥。这也意味着密钥的安全性非常重要，任何人获取了密钥都可以解密密文。

安全性依赖于密钥管理：对称加密的安全性取决于密钥的保密性和安全管理。如果密钥泄露，加密的数据将无法保护。

常见的对称加密算法包括DES（数据加密标准）、3DES（三重数据加密算法）、AES（高级加密标准）等。这些算法在加密过程中使用相同的密钥进行加密和解密操作，提供了保护数据隐私和保密性的机制。

图解：

非对称加密及漏洞

非对称加密是一种加密算法，使用一对不同但相关的密钥，分别称为公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。在非对称加密中，公钥可以公开给任何人使用，而私钥必须保密。

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加密解密使用不同密钥：非对称加密使用不同的密钥进行加密和解密操作。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。这意味着任何人都可以使用公钥加密数据，但只有私钥的持有者才能解密数据。

数字签名：非对称加密还可以用于数字签名。发送方可以使用私钥对数据进行签名，接收方可以使用公钥验证签名的真实性，确保数据的完整性和身份认证。

密钥分发和管理：非对称加密可以解决对称加密中密钥分发和管理的问题。发送方只需要知道接收方的公钥，而不需要共享私钥。这样可以降低密钥管理的复杂性。

常见的非对称加密算法包括RSA（Rivest-Shamir-Adleman）、ECC（椭圆曲线加密）等。这些算法在加密和解密过程中使用不同的密钥，提供了更高的安全性和灵活性。

图解：

什么是数据摘要（也称数据指纹）

数据签名是一种用于验证数据完整性和身份认证的技术。它通过使用加密算法和私钥对数据进行加密，生成一个唯一的数字签名。这个数字签名可以用于验证数据的来源和完整性，确保数据在传输过程中没有被篡改或伪造。

数据签名的过程如下：

数据摘要：首先，对要签名的数据应用一个哈希函数，生成一个固定长度的摘要（也称为哈希值）。这个摘要是根据数据内容计算出来的，具有唯一性和不可逆性。

私钥加密：使用私钥对摘要进行加密，生成数字签名。私钥只有签名者拥有，用于对数据进行加密和生成签名。

数字签名验证：接收方可以使用公钥对数字签名进行解密，得到摘要。然后，接收方对接收到的数据应用相同的哈希函数，生成一个新的摘要。接收方可以比较这两个摘要，如果它们匹配，则说明数据没有被篡改或伪造。

数据签名的作用包括：

数据完整性：数据签名可以验证数据在传输过程中是否被篡改。如果数据被篡改，数字签名验证将失败，接收方可以知道数据已被修改。

身份认证：数据签名可以验证数据的来源。由于私钥只有签名者拥有，其他人无法生成有效的数字签名，因此可以确保数据的身份认证。

防止抵赖：由于数字签名是使用私钥生成的，签名者无法否认自己对数据的签名。这可以防止签名者在后期否认自己的行为。

什么是CA认证

CA认证是指由CA（Certificate Authority，证书颁发机构）进行的数字证书的认证过程。CA是一个可信任的第三方机构，负责验证和签发数字证书，用于验证网站、服务器或个人的身份和安全性。

CA证书签发过程

1. 服务方 S 向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息(域名)等信息并申请认证；

2. CA 通过线上、线下等多种手段验证申请者提供信息的真实性，如组织是否存在、企业是否合法，是否拥有域名的所有权等；

3. 如信息审核通过，CA 会向申请者签发认证文件和证书。

   证书包含以下信息：申请者公钥、申请者的组织信息和个人信息、签发机构 CA 的信息、有效时间、证书序列号等信息的明文，同时包含一个签名；

   签名的产生算法：首先，使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要，然后，采用 CA 的私钥对信息摘要进行加密，密文即签名；

4. 客户端 C 向服务器 S 发出请求时，S 返回证书文件；

5. 客户端 C 读取证书中的相关的明文信息，采用相同的散列函数计算得到信息摘要，然后，利用对应 CA 的公钥解密签名数据，对比证书的信息摘要，如果一致，则可以确认证书的合法性，即公钥合法；

6. 客户端然后验证证书相关的域名信息、有效时间等信息；

7. 客户端会内置信任 CA 的证书信息(包含公钥)，如果CA不被信任，则找不到对应 CA 的证书，证书也会被判定非法。

在这个过程注意几点：

1.申请证书不需要提供私钥，确保私钥永远只能服务器掌握；

2.证书的合法性仍然依赖于非对称加密算法，证书主要是增加了服务器信息以及签名；

3.内置 CA 对应的证书称为根证书，颁发者和使用者相同，自己为自己签名，即自签名证书；

4.证书=公钥+申请者与颁发者信息+签名；

https通信方案

图解：

1. 中证书无法伪造。
   2.形成签名的方法不公开是签名不会被伪造的关键，也是对比数据摘要判断是否可信任 这一方法的保障。