信息安全 -- 数据加密 -- HTTPS原理

对称加密：同一个密钥进行加解密，典型的对称加密方式 AES 算法

优点：运算速度快

缺点：密钥需要信息交换的双方共享，一旦被窃取，消息会被破解

 非对称加密：公钥加密，私钥解密；或者私钥加密，公钥解密

优点：私钥严格保密，公钥任意分发，黑客获取公钥无法破解密文

缺点：运算速度非常慢

非对称加密的更多细节：

1、公钥加密私钥解密：公钥可以分发给多人，任何人可以用公钥对信息进行加密，加密后的信息只能被对应的私钥解密。从而，公钥加密私钥解密能保证信息安全性，但是无法确认信息来源

2、私钥加密公钥解密：私钥加密后的数据，只能对应的公钥解密，因为每个私钥的拥有者是可以确定，所以私钥加密公钥解密能确认信息来源

 摘要算法和数据完整性

 摘要算法的四种特性（常见的摘要算法：MD5，SHA1，SHA2）：

1. 不可逆：只有算法，没有密钥，只能加密，不能解密
2. 难题友好性：想要破解，只能暴力破解
3. 发散性：只要对原文进行一点点改动，摘要就会发生剧烈变化
4. 抗碰撞性：原文不同，计算后的摘要也要不同

如何保证信息不被篡改，即信息的完整性：

方式一：Bob通过摘要算法将信息生成一个摘要，再将摘要附在信息上一起发送给Pat，Pat取下摘要A，使用和Bob一样的摘要算法生成一个新的摘要B，Pat通过对比摘要A和摘要B是否一致来判断信息是否是Bob发送过来的，并且还是未篡改的

优点：速度快，校验简单

缺点：不够安全，黑客可以拦截Bob发送的信息，然后模拟Bob的操作，将新信息生成一个新摘要，一起发送给Pat，Pat校验也能通过，但是信息却被改变

方式二：先用摘要算法生成信息的摘要，将用Bob的私钥将摘要加密，加密后的结果（数字签名），将数字签名附在信息下面一起发送给Pat，Pat收到信息后，取下数字签名，用Bob给的公钥解密得到信息的摘要，再用和Bob一样的摘要算法加密信件的原文，得到信息的摘要，Pat将两个摘要进行对比，如果一致，则表示信息是Bob发送的，并且是未篡改过的

数字证书

在实际业务中，上面第二种方式也不是最安全的。举个例子：Doug伪造Bob将自己的公钥发给Pat，Doug就可可以用自己的私钥对加密后的摘要进行验签，Pat以为将信息发送给了Bob，实际是被Doug获取了。所以存在伪造公钥的风险，于是就有了数字证书

 数字证书的组成：

1. 公钥：Bob的公钥
2. 颁发者：CA（证书认证机构）
3. 有效期：证书的使用期限
4. 签名哈希算法：指定摘要算法，用来计算证书的摘要
5. 指纹：证书的摘要，保证证书的完整性
6. 签名算法：用于生成签名，确保证书是由CA签发
7. 序列号：证书的唯一标识

数字证书生成步骤：

1. CA中根据证书中指定的哈希算法，根据证书信息，计算整个证书信息的摘要，即生成证书的指纹
2. CA根据证书中的签名算法，用CA自己的私钥将摘要信息进行加密，生成证书的签名
3. 将证书的签名和证书一起发布，就能得到一个数字证书

数字证书的使用：

1. Pat收到Bob的信时，将数字证书取出
2. Pat根据指定的Hash算法计算证书基本信息，得到整个证书的摘要A
3. Pat再用CA的公钥对数字证书进行解密，得到证书的摘要B
4. 比较摘要A和摘要B是否相等，完成证书验签；如果相等，则取出证书基本信息中Bob的公钥
5. Pat利用上一步得到的公钥对信件进行解密，得到一个摘要C
6. Pat根据哈希算法计算信件信息的摘要，得到另一个摘要D
7. 比较摘要C和摘要D，完成信件验签，如果相等，则Pat可以放心读取数据了

 HTTPS的原理

1. 一个网站需要使用https协议，需要向CA申请数字证书
2. CA用自己的私钥对数字证书的基本信息进行加密，并且进行签名
3. 由于数字证书信息中存有网站公钥，有了数字证书和一些必要条件之后，网站就可以以https协议的形式发布到互联网上
4. 客户端浏览器向网站发送加密请求
5. 网站对网页进行加密之后，会连同数字证书一起发送给浏览器
6. 浏览器接收到服务器发送的数字证书之后，会使用CA的公钥去解密数字证书，并对数字证书进行验签
7. 验签通过，则获取网站的公钥，如果验签不通过或者证书过期，则提示不安全信息
8. 获取网站公钥之后就可以和网站进行加密传输了