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[25722] 2016-11-15_HTTPS中的加密算法相关概念

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2016-11-15_HTTPS中的加密算法相关概念 - -   _ z h i j u n 0 5 % 1 1 % 1 8 % 2 2 % 3 6 % 4 7 % 6 7 % 8 8 % H T T P S   中 的 加 密 算 法 相 关 概 念 作 者 ： _ z h i j u n   L i n u x 中 国   2 0 1 6 - 1 1 - 1 5 转 载 自 ：   h t t p : / / f o o f i s h . n e t / h t t p s - s y m m e t r i c . h t m l   作 者 ：   _ z h i j u n 在 完 全 理 解   H T T P S   之 前 ， 有 必 要 弄 清 楚 一 些 密 码 学 相 关 的 概 念 ， 比 如 ： 明 文 、 密 文 、 密 码 、 密 钥 、 对 称 加 密 、 非 对 称 加 密 、 摘 要 、 数 字 签 名 、 数 字 证 书 。 本 文 导 航 - 密 码 （ c i p h e r ） - 密 钥 （ k e y ） - 明 文 / 密 文 - 对 称 密 钥 - 非 对 称 密 钥 - 数 字 签 名 （ D i g i t a l   S i g n a t u r e ） - 数 字 证 书 （ C e r t i f i c a t e   A u t h o r i t y ） - 参 考 ： 密 码 学 在 计 算 机 科 学 中 使 用 非 常 广 泛 ， H T T P S   就 是 建 立 在 密 码 学 基 础 之 上 的 一 种 安 全 的 通 信 协 议 。 H T T P S   早 在   1 9 9 4   年 由 网 景 公 司 首 次 提 出 ， 而 如 今 在 众 多 互 联 网 厂 商 的 推 广 之 下   H T T P S   已 经 被 广 泛 使 用 在 各 种 大 小 网 站 中 。 在 完 全 理 解   H T T P S 之 前 ， 有 必 要 弄 清 楚 一 些 密 码 学 相 关 的 概 念 ， 比 如 ： 明 文 、 密 文 、 密 码 、 密 钥 、 对 称 加 密 、 非 对 称 加 密 、 摘 要 、 数 字 签 名 、 数 字 证 书 。 c i p h e r 密 码 密 码
密 码 学 中 的 c i p h e r 密 码 和 我 们 日 常 生 活 中 所 说 的 密 码 不 太 一 样 ， 计 算 机 术 语 『 c i p h e r 密 码 』 是 一 种 用 于 加 密 或 者 解 密 的 算 法 ， 而 我 们 日 常 所 使 用 的 『 p a s s w o r d 密 码 』 是 一 种 口 令 ， 它 是 用 于 认 证 用 途 的 一 组 文 本 字 符 串 。 这 里 我 们 要 讨 论 的 是 前 者 ： c i p h e r 。 k e y 密 钥 密 钥 密 钥 是 一 种 参 数 ， 它 是 在 使 用 c i p h e r 密 码 算 法 过 程 中 输 入 的 参 数 。 同 一 个 明 文 在 相 同 的 密 码 算 法 和 不 同 的 密 钥 计 算 下 会 产 生 不 同 的 密 文 。 很 多 知 名 的 密 码 算 法 都 是 公 开 的 ， 密 钥 才 是 决 定 密 文 是 否 安 全 的 重 要 参 数 ， 通 常 密 钥 越 长 ， 破 解 的 难 度 越 大 ， 比 如 一 个   8   位 的 密 钥 最 多 有   2 5 6   种 情 况 ， 使 用 穷 举 法 ， 能 非 常 轻 易 的 破 解 。 知 名 的   D E S   算 法 使 用   5 6   位 的 密 钥 ， 目 前 已 经 不 是 一 种 安 全 的 加 密 算 法 了 ， 主 要 还 是 因 为   5 6   位 的 密 钥 太 短 ， 在 数 小 时 内 就 可 以 被 破 解 。 密 钥 分 为 对 称 密 钥 与 非 对 称 密 钥 。 明 文 明 文 / 密 文 密 文 p l a i n t e x t 明 文 是 加 密 之 前 的 原 始 数 据 ， 密 文 是 通 过 c i p h e r 密 码 运 算 后 得 到 的 结 果 成 为 c i p h e r t e x t 密 文 。 c i p h e r 对 称 密 钥 对 称 密 钥 S y m m e t r i c - k e y   a l g o r i t h m 对 称 密 钥 又 称 为 共 享 密 钥 加 密 ， 对 称 密 钥 在 加 密 和 解 密 的 过 程 中 使 用 的 密 钥 是 相 同 的 ， 常 见 的 对 称 加 密 算 法 有 D E S 、 3 D E S 、 A E S 、 R C 5 、 R C 6 。 对 称 密 钥 的 优 点 是 计 算 速 度 快 ， 但 是 它 也 有 缺 点 ， 密 钥 需 要 在 通 讯 的 两 端 共 享 ， 让 彼 此 知 道 密 钥 是 什 么 对 方 才 能 正 确 解 密 ， 如 果 所 有 客 户 端 都 共 享 同 一 个 密 钥 ， 那 么 这 个 密 钥 就 像 万 能 钥 匙 一 样 ， 可 以 凭 借 一 个 密 钥 破 解 所 有 人 的 密 文 了 ， 如 果 每 个 客 户 端 与 服 务 端 单 独 维 护 一 个 密 钥 ， 那 么 服 务 端 需 要 管 理 的 密 钥 将 是 成 千 上 万 ， 这 会 给 服 务 端 带 来 噩 梦 。 下 面 就 是 一 个 简 单 的 对 称 加 密 ， 将 明 文 加 密 成   A S C I I 。 2 .   1 .   #   加 密 的 方 式 ： 在 A S C I I 的 基 础 上   +   密 钥 的 值 3 .   d e f   e n c i p h e r ( p l a i n _ t e x t ,   k e y ) : 4 .           #   加 密 5 .           c i p h e r _ t e x t   =   [ ]
8 .   1 0 .   1 7 .   1 8 .   非 对 称 密 钥 非 对 称 密 钥 p u b l i c - k e y   c r y p t o g r a p h y 非 对 称 密 钥 ， 又 称 为 公 开 密 钥 加 密 。 服 务 端 会 生 成 一 对 密 钥 ， 一 个 私 钥 保 存 在 服 务 端 ， 仅 自 己 知 道 ， 另 一 个 是 公 钥 ， 公 钥 可 以 自 由 发 布 供 任 何 人 使 用 。 客 户 端 的 明 文 通 过 公 钥 加 密 后 的 密 文 需 要 用 私 钥 解 密 。 非 对 称 密 钥 在 加 密 和 解 密 的 过 程 的 使 用 的 密 钥 是 不 同 的 密 钥 ， 加 密 和 解 密 是 不 对 称 的 ， 所 以 称 之 为 非 对 称 加 密 。 与 对 称 密 钥 加 密 相 比 ， 非 对 称 加 密 无 需 在 客 户 端 和 服 务 端 之 间 共 享 密 钥 ， 只 要 私 钥 不 发 给 任 何 用 户 ， 即 使 公 钥 在 网 上 被 截 获 ， 也 无 法 被 解 密 ， 仅 有 被 窃 取 的 公 钥 是 没 有 任 何 用 处 的 。 常 见 的 非 对 称 加 密 有   R S A ， 非 对 称 加 解 密 的 过 程 ： 1 .   服 务 端 生 成 配 对 的 公 钥 和 私 钥 2 .   私 钥 保 存 在 服 务 端 ， 公 钥 发 送 给 客 户 端 3 .   客 户 端 使 用 公 钥 加 密 明 文 传 输 给 服 务 端 4 .   服 务 端 使 用 私 钥 解 密 密 文 得 到 明 文 D i g i t a l S i g n a t u r e 数 字 签 名 数 字 签 名 数 据 在 浏 览 器 和 服 务 器 之 间 传 输 时 ， 有 可 能 在 传 输 过 程 中 被 冒 充 的 盗 贼 把 内 容 替 换 了 ， 那 么 如 何 保 证 数 据 是 真 实 服 务 器 发 送 的 而 不 被 调 包 呢 ， 同 时 如 何 保 证 传 输 的 数 据 没 有 被 人 篡 改 呢 ？ 要 解 决 这 两 个 问 题 就 必 须 用 到 数 字 签 名 ， 数 字 签 名 就 如 同 日 常 生 活 的 中 的 签 名 一 样 ， 一 旦 在 合 同 书 上 落 下 了 你 的 大 名 ， 从 法 律 意 义 上 就 确 定 是 你 本 人 签 的 字 儿 ， 这 是 任 何 人 都 没 法 仿 造 的 ， 因 为 这 是 你 专 有 的 手 迹 ， 任 何 人 是 造 不 出 来 的 。 那 么 在 计 算 机 中 的 数 字 签 名 怎 么 回 事 呢 ？ 数 字 签 名 就 是 用 于 验 证 6 .           f o r   c   i n   p l a i n _ t e x t : 7 .                   c i p h e r _ t e x t . a p p e n d ( s t r ( o r d ( c )   +   k e y ) ) 9 .           r e t u r n   '   ' . j o i n ( c i p h e r _ t e x t ) 1 1 .   d e f   d e c i p h e r ( c i p h e r _ t e x t ,   k e y ) : 1 2 .           #   解 密 1 3 .           p l a i n _ t e x t   =   [ ] 1 4 .           f o r   c   i n   c i p h e r _ t e x t . s p l i t ( "   " ) : 1 5 .                   p l a i n _ t e x t . a p p e n d ( c h r ( i n t ( c ) + k e y ) ) 1 6 .           r e t u r n   " " . j o i n ( p l a i n _ t e x t ) 1 9 .   i f   _ _ n a m e _ _   = =   ' _ _ m a i n _ _ ' : 2 0 .           p r i n t   " c i p h e r _ t e x t : " ,   e n c i p h e r ( " a b c d e f " ,   0 ) 2 1 .           p r i n t   " p l a i n _ t e x t : " ,   d e c i p h e r ( " 9 7   9 8   9 9   1 0 0   1 0 1   1 0 2 " ,   0 )
传 输 的 内 容 是 不 是 真 实 服 务 器 发 送 的 数 据 ， 发 送 的 数 据 有 没 有 被 篡 改 过 ， 它 就 干 这 两 件 事 ， 是 非 对 称 加 密 的 一 种 应 用 场 景 。 不 过 他 是 反 过 来 用 私 钥 来 加 密 ， 通 过 与 之 配 对 的 公 钥 来 解 密 。 第 一 步 ： 服 务 端 把 报 文 经 过   H a s h   处 理 后 生 成 D i g e s t 摘 要 信 息 ， 摘 要 信 息 使 用 p r i v a t e - k e y 私 钥 加 密 之 后 就 生 成 签 名 ， 服 务 器 把 签 名 连 同 报 文 一 起 发 送 给 客 户 端 。   s i g n a t u r e 1 第 二 步 ： 客 户 端 接 收 到 数 据 后 ， 把 签 名 提 取 出 来 用 p u b l i c - k e y 公 钥 解 密 ， 如 果 能 正 常 的 解 密 出 来   D i g e s t 2 ， 那 么 就 能 确 认 是 对 方 发 的 。   第 三 步 ： 客 户 端 把 报 文   T e x   t 提 取 出 来 做 同 样 的   H a s h   处 理 ， 得 到 的 摘 要 信 息   D i g e s t 1 ， 再 与 之 前 解 密 出 来 的   D i g i s t 2   对 比 ， 如 果 两 者 相 等 ， 就 表 示 内 容 没 有 被 篡 改 ， 否 则 内 容 就 是 被 人 改 过 了 。 因 为 只 要 文 本 内 容 哪 怕 有 任 何 一 点 点 改 动 都 会   H a s h   出 一 个 完 全 不 一 样 的 摘 要 信 息 出 来 。 s i g n a t u r e 2 C e r t i f i c a t e A u t h o r i t y 数 字 证 书 数 字 证 书 数 字 证 书 简 称   C A ， 它 由 权 威 机 构 给 某 网 站 颁 发 的 一 种 认 可 凭 证 ， 这 个 凭 证 是 被 大 家 （ 浏 览 器 ） 所 认 可 的 。 为 什 么 需 要 用 数 字 证 书 呢 ， 难 道 有 了 数 字 签 名 还 不 够 安 全 吗 ？ 有 这 样 一 种 情 况 ， 就 是 浏 览 器 无 法 确 定 所 有 的 真 实 服 务 器 是 不 是 真 的 是 真 实 的 ， 举 一 个 简 单 的 例 子 ： A   厂 家 给 你 们 家 安 装 锁 ， 同 时 把 钥 匙 也 交 给 你 ， 只 要 钥 匙 能 打 开 锁 ， 你 就 可 以 确 定 钥 匙 和 锁 是 配 对 的 ， 如 果 有 人 把 钥 匙 换 了 或 者 把 锁 换 了 ， 你 是 打 不 开 门 的 ， 你 就 知 道 肯 定 被 窃 取 了 ， 但 是 如 果 有 人 把 锁 和 钥 匙 替 换 成 另 一 套 表 面 看 起 来 差 不 多 的 ， 但 质 量 差 很 多 的 ， 虽 然 钥 匙 和 锁 配 套 ， 但 是 你 却 不 能 确 定 这 是 否 真 的 是   A   厂 家 给 你 的 ， 那 么 这 时 候 ， 你 可 以 找 质 检 部 门 来 检 验 一 下 ， 这 套 锁 是 不 是 真 的 来 自 于   A   厂 家 ， 质 检 部 门 是 权 威 机 构 ， 他 说 的 话 是 可 以 被 公 众 认 可 的 （ 呵 呵 ） 。 同 样 的 ，   因 为 如 果 有 人 （ 张 三 ） 用 自 己 的 公 钥 把 真 实 服 务 器 发 送 给 浏 览 器 的 公 钥 替 换 了 ， 于 是 张 三 用 自 己 的 私 钥 执 行 相 同 的 步 骤 对 文 本   H a s h 、 数 字 签 名 ， 最 后 得 到 的 结 果 都 没 什 么 问 题 ， 但 事 实 上 浏 览 器 看 到 的 东 西 却 不 是 真 实 服 务 器 给 的 ， 而 是 被 张 三 从 里 到 外 （ 公 钥 到 私 钥 ） 换 了 一 通 。
那 么 如 何 保 证 你 现 在 使 用 的 公 钥 就 是 真 实 服 务 器 发 给 你 的 呢 ？ 我 们 就 用 数 字 证 书 来 解 决 这 个 问 题 。 数 字 证 书 一 般 由 C e r t i f i c a t e   A u t h o r i t y 数 字 证 书 认 证 机 构 颁 发 ， 证 书 里 面 包 含 了 真 实 服 务 器 的 公 钥 和 网 站 的 一 些 其 他 信 息 ， 数 字 证 书 机 构 用 自 己 的 私 钥 加 密 后 发 给 浏 览 器 ， 浏 览 器 使 用 数 字 证 书 机 构 的 公 钥 解 密 后 得 到 真 实 服 务 器 的 公 钥 。 这 个 过 程 是 建 立 在 被 大 家 所 认 可 的 证 书 机 构 之 上 得 到 的 公 钥 ， 所 以 这 是 一 种 安 全 的 方 式 。 参 考 ： 参 考 ： h t t p : / / w w w . r u a n y i f e n g . c o m / b l o g / 2 0 1 1 / 0 8 / w h a t _ i s _ a _ d i g i t a l _ s i g n a t u r e . h t m l h t t p s : / / z h . w i k i p e d i a . o r g / w i k i / % E 5 % 8 5 % A C % E 5 % B C % 8 0 % E 5 % A F % 8 6 % E 9 % 9 2 % A 5 % E 5 % 8 A % A 0 % E 5 % A F % 8 6 h t t p s : / / z h . w i k i p e d i a . o r g / w i k i / % E 9 % A B % 9 8 % E 7 % B A % A 7 % E 5 % 8 A % A 0 % E 5 % A F % 8 6 % E 6 % A 0 % 8 7 % E 5 % 8 7 % 8 6 h t t p s : / / z h . w i k i p e d i a . o r g / w i k i / % E 8 % B 3 % 8 7 % E 6 % 9 6 % 9 9 % E 5 % 8 A % A 0 % E 5 % A F % 8 6 % E 6 % A 8 % 9 9 % E 6 % B A % 9 6 h t t p s : / / z h . w i k i p e d i a . o r g / w i k i / % E 6 % 9 5 % B 8 % E 4 % B D % 8 D % E 7 % B 0 % B D % E 7 % A B % A 0 h t t p : / / w w w . g u o k r . c o m / p o s t / 1 1 4 1 2 1 / h t t p : / / o p . b a i d u . c o m / 2 0 1 5 / 0 4 / h t t p s - s 0 1 a 0 1 /   转 载 自 ：   h t t p : / / f o o f i s h . n e t / h t t p s - s y m m e t r i c . h t m l   作 者 ：   _ z h i j u n 推 荐 文 章 滑 动 查 看 更 多 输 入 文 章   I D   或 长 按 二 维 码 直 达 阅 读 原 文
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