互联网中常用的密码学场景
本文简单介绍了互联网中常见的加密类型和公私钥等概念
对称加密
对称加密中，通话双方使用同一个密钥，发送消息和接收消息均使用该密钥进行加密和解密。 该加密方式项比与非对称加密来说加密解密速度快，但建立在双方均知道密钥的条件下，密钥在传输的过程中可能会被窃取。
非对称加密
非对称加密是指通信双方手持密钥不同，一方为公钥一方为私钥。通信开始时，消息的接受方需要先将公钥发送给消息发送方，然后发送方使用公钥来对消息进行加密，密文发送给接收方来使用私钥解密，完成通信。
在加密通信的过程中，公钥负责加密，私钥负责解密，数据即便在传输过程中被截取，因没有私钥，消息也不会被破解。
RSA 为常用的非对称加密算法，其原理为：
- 单向函数正向求解容易，逆向求解很难。
- 1.对两个质数相乘容易，而将相乘结果分解很难的特征进行加密。n=p1*p2，已知 p1、p2 求 n 简单，已知 n 求 p1、p2 困难。
- 2.(m^e) mod n=c，已知 m、e、n 求 c 简单，已知 e、n、c 求 m 很难。
数字签名
以上所说的为消息的加密算法，是用来保证第三方不会窃取到未加密消息。
而数字签名的作用主要有两个：
- 证明消息来源
- 证明消息完整
与上述非对称加密相同，数字签名也是需要一个公钥和一个私钥，不同的是，数字签名中，私钥用来生成签名，公钥用来对签名进行校验。
考虑以下场景： 你发布了一个公告，需要一个手段来证明该消息是由你发布的，你只需要用自己的私钥来加密一段话并且附在公告的结尾，收到通知的一方使用公钥对结尾处的密文进行解密，成功解密的话就证明消息是由你本人发送的。这样就证明了消息来源。再次基础之上，想要证明消息完整的话，只需要将公告的原文全文做一次哈希，然后将得到的哈希值用私钥加密作为结尾的签名。收到公告的一方对结尾签名解密之后得到发送时公告的哈希值，之后验证收到的公告哈希是否和原文相同就能判断消息是否完整。
因此，数字签名是利用了私钥来生成签名，公钥来进行校验。
SSL/TLS
SSL/TLS 就是综合利用了非对称加密，对称加密，数字签名来保证消息在互联网上传播的保密性。最终目的：
- 所有消息加密传播，第三方无法窃听
- 具有校验机制，一旦被修改，通信方立刻会发现
- 配备身份证书，防止身份被冒充
SSL/TLS 基本过程：
- 客户端向服务器端索要并验证公钥。
- 双方协商生成"对话密钥"。
- 双方采用"对话密钥"进行加密通信。
上述过程中前两部分称为握手阶段，通过非对称加密来交换信息从而生成密钥来实现对称加密通信。
SSL/TLS 握手过程：
- 首先客户端给出协议版本号，一个客户端生成的随机数 (Client random)，以及客户端支持的加密方法。
- 服务端确认双方使用的加密方法，并给出数字证书，以及一个服务端生成的随机数 (Server random)。
- 客户端确认证书有效，然后生成一个新的随机数 (Premaster secret)，并使用证书中的公钥进行加密，发送给服务端。
- 服务端使用私钥解密获取客户端发来的随机数 (Premaster secret)。
- 客户端和服务端根据约定的加密方式，使用 Client random、Premaster secret、Premaster secret 三种随机数生成会话密钥 (session key)，来加密接下来的通信完成握手阶段。