互聯(lián)網(wǎng)在為我們的生活帶來極大便利的情況下恬涧，也引入了很多安全隱患注益。比如信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中可能會被黑客截取并篡改，這會帶來很嚴(yán)重的后果溯捆。為了解決信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全問題丑搔，對應(yīng)就產(chǎn)生了：加密算法、數(shù)字簽名和數(shù)字證書提揍。

一啤月、加密算法

加密簡單理解就是將一串需要傳遞的明文信息轉(zhuǎn)換為密文信息后再進(jìn)行傳輸。接收方收到密文后碳锈，再按照規(guī)律進(jìn)行解密，得到原始的明文信息欺抗。在這個信息的傳輸過程中售碳，如果被黑客截獲，但是因為信息內(nèi)容是密文绞呈，所以黑客也無法得知信息的具體內(nèi)容贸人，從而保障了信息的安全性。

加密算法可以分為對稱加密和非對稱加密佃声。

對稱加密算法的特點(diǎn)是：雙方使用同樣的秘鑰（可以理解成一串隨機(jī)數(shù)艺智，由信息發(fā)送方生成）進(jìn)行加解密，算法計算量小圾亏，加解密速度快十拣，因此被廣泛使用在加密內(nèi)容較多的場景下封拧。常用的對稱加密算法有：AES、DES等夭问。但是加密算法有個缺點(diǎn)泽西，就是發(fā)送方該如何將秘鑰交給接收方呢？因為秘鑰本身在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中也有可能被黑客截獲缰趋。

非對稱加密算法的特點(diǎn)是：雙方使用不同的秘鑰（一對“公鑰和私鑰”）進(jìn)行加解密捧杉。用公鑰加密的內(nèi)容只有對應(yīng)的私鑰才能解開，反之亦然秘血。公鑰是對外公開的味抖，任何人都可以獲取公鑰，但是不能通過公鑰反推出私鑰（非對稱性）灰粮；并且一個公鑰有且只有一個對應(yīng)的私鑰（唯一性）仔涩。非對稱加密算法因為不需要向?qū)Ψ絺鬏斔借€，因此安全性要比對稱加密算法高谋竖。但是算法要比對對稱加密復(fù)雜红柱，加解密速度慢，不適合需要大量加密的場景蓖乘。常用的非對稱加密算法有RSA锤悄、ESA等。

綜上我們可以發(fā)現(xiàn)嘉抒，對稱加密算法效率高零聚，適合用于大量加密內(nèi)容，但是無法保證秘鑰安全的傳輸給對方些侍；而非對稱加密算法不需要傳輸私鑰隶症，安全性好，但是算法復(fù)雜度高岗宣，加解密效率低蚂会，不適合用于大量加密。

結(jié)合它倆的特點(diǎn)耗式，以前的大神們想出了一個解決對稱加密秘鑰傳輸安全性的方法：先用接收方的公鑰將對稱加密秘鑰加密胁住，然后傳輸給對方；接收方收到后刊咳，用自己的私鑰解密彪见，就得到了發(fā)送方的對稱加密秘鑰，這樣雙方就可以使用對稱加密算法愉快的通信了娱挨。這時候余指，即使對稱加密秘鑰在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中被黑客截獲，但是秘鑰被接收方的公鑰加密過了跷坝，黑客沒有接收方的私鑰酵镜，無法破解碉碉。這個方法保證了秘鑰傳輸?shù)陌踩裕瑫r后續(xù)的通信內(nèi)容是用對稱加密算法進(jìn)行的笋婿，也兼顧了加密通信的效率誉裆。

上面的方法看起來已經(jīng)萬無一失了，黑客即使截獲了秘鑰缸濒，也無法破解足丢。但是，黑客仍有辦法搞事情---篡改信息庇配。比如黑客雖然無法破解秘鑰斩跌，但是因為接收方的公鑰是公開的，黑客也能獲取到捞慌，所以黑客可以自己偽造一份對稱秘鑰耀鸦，然后使用接收方的公鑰加密，再傳給接收方啸澡。這時候接收方使用私鑰解密后袖订，得到的對稱秘鑰就是黑客傳來的，而接收方完全感知不到這點(diǎn)嗅虏，后續(xù)使用黑客的秘鑰加密傳輸內(nèi)容洛姑，這就出問題了。

為了解決這個問題皮服，就需要用到數(shù)字簽名大法楞艾。

二、數(shù)字簽名

1.摘要算法

介紹數(shù)字簽名之前龄广，需要先提一下摘要算法硫眯。摘要算法可以簡單理解為：一份源文本，經(jīng)過摘要算法處理后择同，得到一串摘要值两入。（可以理解為哈希）

摘要算法的特點(diǎn)：同一份源文本，使用同樣的摘要算法敲才，得到的結(jié)果相同裹纳；而不同的源文本，即使使用相同的摘要算法归斤，結(jié)果必然不同痊夭。并且刁岸，無法從摘要值反推出源文本（這是摘要算法與加密算法的顯著區(qū)別脏里，加密算法經(jīng)過解密后是可以得到初始明文的）『缡铮基于以上特性迫横，摘要算法可以用來校驗信息是否被篡改番舆，因為篡改后的信息和摘要值肯定無法匹配。

常用的摘要算法有：MD5矾踱、SHA等恨狈。

2. 數(shù)字簽名

上面提到摘要算法可以用來校驗信息是否被黑客修改。但是萬一黑客改完源文本后呛讲，連摘要值也一起篡改了呢禾怠？這時候數(shù)字簽名就排上用場了。

數(shù)字簽名說白了就是加密后的摘要值贝搁。發(fā)送方使用摘要算法提取出源文本的摘要值后吗氏，使用自己的私鑰對摘要值進(jìn)行加密，得到源文本的數(shù)字簽名雷逆，再使用接收方的公鑰對源文本進(jìn)行加密弦讽，這樣源文本和摘要值都是密文了。在消息傳輸過程中膀哲，將數(shù)字簽名附上一起傳輸往产。

即使信息被黑客截獲，黑客通過發(fā)送方的公鑰解密出了摘要值某宪，但由于摘要算法的不可逆性仿村，無法反推出源文本的內(nèi)容。而如果黑客想要篡改信息缩抡，重新偽造一份源文本奠宜，就算他使用同樣的摘要算法偽造了摘要值，但是因為他沒有發(fā)送方的私鑰瞻想，這時他是沒法生成數(shù)字簽名的压真。接收方收到篡改后的信息后，如果可以使用發(fā)送方公鑰正常解密數(shù)字簽名蘑险，得到摘要值滴肿，再使用自己的私鑰解密源文本，得到文本內(nèi)容佃迄，最后再使用同樣的摘要算法提取文本內(nèi)容的摘要值和數(shù)字簽名解密出來的摘要值做對比泼差，二者一致就可以證明源文本沒有被人篡改過；如果無法使用發(fā)送方的公鑰解密數(shù)字簽名呵俏，或者重新提取的摘要值和數(shù)字簽名中的摘要值不匹配堆缘，這時候接收方就可以意識到信息可能是被篡改過了。

到了這里是不是看起來一切都沒問題了普碎？Naive吼肥。黑客還是有辦法搞事情的。因為接收方無法確定自己用的公鑰就是發(fā)送方的公鑰。黑客完全可以一開始就偽造一個發(fā)送方的公鑰傳給接收方缀皱。黑客再使用自己的私鑰去偽造數(shù)字簽名斗这，附在偽造的源文本上一起傳給接收方。因為接收方可以正常使用發(fā)送方的公鑰（此時已是黑客偽造的公鑰）解密數(shù)字簽名啤斗，并且偽造的數(shù)字簽名和偽造的源文本是匹配的表箭。這時候接收方還是無法識別信息被篡改。

可以發(fā)現(xiàn)钮莲，這時候問題的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何確保發(fā)送方公鑰的可靠性免钻。為了解決這個問題，就需要用到數(shù)字證書大法崔拥。

三伯襟、數(shù)字證書

數(shù)字證書是一份經(jīng)過證書授權(quán)中心（CA）簽發(fā)數(shù)字簽名的，包含有公鑰所有者信息以及公鑰內(nèi)容的文件握童。簡單理解姆怪，數(shù)字證書里包含有：公鑰、公鑰所有者的信息澡绩、CA的數(shù)字簽名稽揭、CA名稱、證書有效期肥卡、序列號等信息溪掀。

數(shù)字證書如何保證公鑰的可靠性呢？關(guān)鍵在于CA的數(shù)字簽名步鉴。CA使用摘要算法得到數(shù)字證書內(nèi)容的摘要值揪胃，然后用自己的私鑰進(jìn)行加密，得到數(shù)字簽名氛琢。這樣證書的使用者在得到數(shù)字證書后喊递，只要使用CA的公鑰（任何人都能獲取）解密數(shù)字簽名阳似，得到摘要值骚勘，再使用同樣的摘要算法提取數(shù)字證書內(nèi)容的摘要值，二者進(jìn)行對比撮奏，就可以知道證書是否被篡改過了俏讹。

這里我們可能又會發(fā)現(xiàn)，數(shù)字證書安全性的關(guān)鍵就是確保CA的私鑰和公鑰是可靠的畜吊。這一點(diǎn)的話可以由受信任的CA機(jī)構(gòu)來負(fù)責(zé)保證泽疆，因為這是要給錢的，花錢保平安~

申請商用證書實(shí)質(zhì)上就是把自己生成的公鑰等信息發(fā)給受信任的CA機(jī)構(gòu)玲献，由他們簽署數(shù)字簽名殉疼，這樣一份可靠的數(shù)字證書就誕生了逗嫡。（私鑰不用發(fā)給CA，自己保存就好）

Ps：自簽名證書

顧名思義株依，自己給自己的證書簽署數(shù)字簽名。自簽名證書中是沒有受信任CA機(jī)構(gòu)的信息的延窜，所以使用自簽名證書提供服務(wù)的時候恋腕，都會在瀏覽器上提示證書不安全之類的問題，這是因為瀏覽器無法在受信任的CA機(jī)構(gòu)列表中找到證書中的CA機(jī)構(gòu)信息逆瑞，所以認(rèn)為證書不安全荠藤。要想規(guī)避的話，只需將證書添加到受信任的CA機(jī)構(gòu)列表中即可获高。但是要徹底解決的話哈肖，還是需要花錢去申請商用證書。

自簽名證書的優(yōu)點(diǎn)：不要錢念秧；缺點(diǎn)：證書可能在傳輸途中被篡改淤井。