故事主人公Alice、Bob，他们是一对高中的小情侣，在这情窦初开的年纪，情书💌是用来维系日常联络感情的重要手段。故事就从这里开始。
第一章 爱情初体验
- 对称加密
Alice对Bob说，你给我写信的时候，一定要小心不要让别人看到我们的秘密哦。Emmm，我思来想去，感觉这个问题还是让我很不放心。要不然现在我告诉你一个加密规则，写信前你需要根据这个规则对内容加密；我收到信之后，会根据规则反向翻译解密
【结论1】这个加密规则，在密码学的学名叫做“密钥”。
【结论2】由于双方寄信和收信都使用同一个“密钥”，在密码学上称做“对称加密”。
- 非对称加密
甜蜜的日子就这样一天天过着，直到一件糟心事儿打破了这平静的生活。
原来，Alice给Bob说“加密规则”的时候，被身旁的同学Charles听见了。这个charles是个学校里出了名的大嘴巴，情书的详细内容很快在同学之间流传开来，给这对小情侣带来了很大的困扰。
于是一个更安全的加密手段就显得非常急需。爱好数学的Alice了解到一种密码学算法-RSA，算法大致原理是加密算法会生成一对密钥（公钥+私钥），公钥用于加密信件内容，而私钥则用来解密。
所以Alice需要生成这样一对“Alice的非对称密钥对”，其中公钥是公开的，Bob可以利用它来加密信件内容，与此同时类似charles的人即使拿到也无法解密信件；而私钥是收信人Alice独有的，可以用来解密Bob发来的信件。
”非对称密钥“相比于”对称密钥“，优势是消除了在相互告知密钥时密钥被偷听这一潜在风险。
【结论1】这种发信人和收信人使用不同密钥的加解密方式，在密码学上称做“非对称加密”。
第二章 Bob的滑铁卢
- 数字摘要
解决了通信安全问题之后，Bob开始了认真的情书书写生活，不断的表达着自己对Alice的爱慕之情，每天一封，从不间断；年轻的Bob期待着他们的爱情之火愈燃愈烈。可是爱情这件事儿，往往伴随这持续不断的波折和意外。Bob逐渐发觉到，Alice对他的态度不仅没有变好，反而开始有些疏远他；甚至在一天放学的路上，发现Alice竟然主动和她的另一位追随者Dogulas一起坐校车回家。
“一定是哪里发生了问题！”Bob自言自语道。
Bob开始悄悄尾随Dogulas，试图找到他的异常行为；果然，在一天放学之后，发现D偷偷的将白天Bob投递到Alice家门口信箱的信件取出并拆开，涂涂改改一番操作之后，又将信件封起来放回信箱。Bob明白过来，是D篡改了他给Alice写的信，也许正是这篡改的内容引起了Alice的误会。Bob决定去和Alice当面沟通清楚，并寻求Alice的理解。Alice明白事情真相之后，很坚定的选择了和Bob站在一起，思考应对方案。Alice回想到数学课堂上学习过的哈希算法，觉得这是一个解决问题的好办法。
她和Bob约定，可以利用“单向Hash函数”将需要加密的明文映射成一串固定长度（128位）的密文。Bob把这串128位的密文就附在信件末尾，Alice在收信时同样对全文hash运算；如果未被中间人篡改，那理应结果应该等同于信末的那一串密文才对。
【结论1】这种利用hash函数将文本映射固定长度字符串的手段，在密码学中被称作“数字摘要”。
【结论2】数字摘要有如下特征：不同的明文摘要成密文，其结果总是不同的。基于这种特征，结合文本内容和密文，就可以判断文本是否曾被篡改。所以“数字摘要”是确保数据完整性和防篡改的有力技术手段。
- 数字签名
鉴于爱情路途的坎坷不断，思维缜密的Alice在思考是否还存在着潜在的漏洞呢？果然，她提出了一种假想：如果D不再只是篡改Bob的信件，而是用自己写的信完全替换掉Bob的信件，那么之前所有的努力不是都无济于事了吗？善于总结归纳的Bob说道：“现在的一个核心问题，就是如何证明信件是我本人发出的”。哈哈，他现在需要证明自己就是自己！想到这里，Bob不禁苦笑了出来。
爱情的光辉总是在危机来临的时候得意金光灿灿！在这个时候，为了支持男朋友，为了找到问题的解决方案，Alice于是又开始了阅读密码学文献的日子，经过大量的阅读和整理，她拿出了这样一套清晰的解决方案。
具体流程是由Bob也生成一套非对称密钥对，区别于之前Alice生成的非对称密钥对“A密钥对”，我们给这一套Bob生成的密钥对起名为“B密钥对”；其中私钥由Bob自己保存，公钥则公开。
在Bob写信时，
1.对全文hash生成128位数字摘要；
2.紧接着，也是最关键的步骤，就是利用”B密钥对“的密钥，对生成的数字摘要进行加密，并附加在信件末尾；
3.用“A密钥对”的公钥，对文章加密；
在Alice收信时，
1.用“A密钥对”的私钥，对信件内容进行解密；
2.首先用“B密钥对”的公钥，对数字签名进行解密，得到数字摘要；
3.然后hash，比较计算结果和第一步得到的数字摘要是否匹配。
按照这种操作，Alice通过“B密钥对”和数字签名，可以印证信件来源是否是Bob本人！
【结论1】基于“非对称加密”和“数字摘要”的这种新的概念，在密码学中被称作“数字签名”；
【结论2】数字签名主要解决的问题是发送消息的人自证身份，避免发件人身份伪造；
【结论3】本章描述的两种窃密手段，在密码学中被称为“中间人攻击”；
第三章 爱情的莫比乌斯环
在经历了这么多故事之后，Bob和Alice深信他们的感情已经逐渐加深，他们彼此都对对方透露出十足的专心。事情告一段落之后，在一个夏夜Bob接到了一封信，里边只有一串密钥和一个小小的红心❤️。看起来，一定是Alice在提示Bob，这接下来的新的阶段，是时候启动一套全新的密钥了。带着新的公钥，Bob又开始了每日给心爱的Alice写信的日子。
可是说起来也是奇怪，Bob的生活再一次开启了丧的循环中，为什么这么说呢？因为他发现，Alice又渐渐的开始对Bob产生了淡漠的态度！和上次稍有不同的是，这次D同学再也没有出现，只是Alice时常一个人冷冷的，和Bob有意的保持了一定的距离。少年Bob的烦恼啊，太阳东升西落，他什么时候能够不被这样的烦心事所纠缠呢？好在他是一个很棒的小伙子，他还是决定勇敢的直面问题，找出背后问题的蛛丝马迹！
最好的方式，就是开诚布公的交谈。于是他找到Alice，希望她能告诉她最近冷淡的实情。没想到的是，Bob这一句话引爆了能量密度极强的Alice，她反问道：“你还质问我为什么冷淡？你还是先问问你自己吧！是谁说要天天给我写信，到最后一封都没见到，看来在一起时间长了...大概你是不爱了吧...”
Bob惊呆了，什么，一封信都没有收到？？？这回难道是D直接把所有信全部偷走了？
可怜的Bob又开始了跟踪信件的生活。神奇的事情发生了，Bob发现，这次确实是有人从收件人Alice家的邮箱里偷走了信件！更奇怪的是，这个并不是D！而是Bob的前女友Ella！
Bob生气极了，他压制着心头的怒气，电话接通了Ella，质询她这样偷走别人的信，对她有什么好处？ 电话那头，Ella淡淡的说：“好处？好处就是我每天都可以获取来自你的关心，即便关心的对象并不是我，可是我可以独享这份关心，就像是你对我好一样的！这些温暖，是以前你和我还在一起的时候，从来没给过我的...”。伴随着电话那头小声的啜泣，Bob在电话这边更是满头雾水，“什么？你可以看到信件内容？你没有密钥，你究竟是怎么解密的呢？”。只见电话那头，只是轻轻的说了几个字，电话就应声挂断。那几个字像是空旷山谷里的回音一般，在Bob的耳边久久回荡，
“上月末的夜晚，那封信，那串带着♥️的密钥，你还记得吗...以前我们再一起的时候，写信结尾一定有♥️呢，那是我们的密钥...只不过我们再也回不去了....”
Bob不喜欢Ella强势的性格，于是选择了主动分手。没想到这个女孩对她如此的难以忘怀，甚至不吝伪造假的公钥来欺骗Bob，试图假扮Alice和Bob一直进行通信。Bob开始被新的问题所困：“连这个公钥都有能有伪造的风险，如何保证公钥的可信呢？”
Bob再一次找来Alice，在月光下促膝长谈，两个年轻的小人儿，如何用自己聪明的大脑，来为尚未稳固的爱情建立兼顾的围墙？爱情的你来我往，就像莫比乌斯环，兜兜转转，最后还是回到最初的地点。
数字证书
一筹莫展的Bob和Alice这次似乎真的遇到困难了，于是，Alice提议去找他们的教授寻求帮助。
他们的数学教授叫做Frement，是一个年近六寻、慈眉善目的的老头儿，见到他的得意门生Alice来办公室找他，连忙招招手让他进来坐下。见到平日里沉着平静的Alice，今天看起来心情明显有些急躁，于是教授连忙问她发生了什么事情吗。于是Alice也就顺势开门见山，将他们最近遇到的问题，和这些天他们的应对对策，都一五一十的和教授娓娓道来。当讲到最近遇到棘手的问题的时候，Alice小小的脸庞上眉头紧锁。
Frament听罢，端起茶杯，吹开三两片茶叶，细细的抿了一口。接着闭上眼，仰头，似乎在回味新一季的茶香，听见教授轻声说，“你们这样纯净的爱情啊，也让我想起了我曾经年少时，做过的那些可爱的傻事儿呀，哈哈！”只见Frement放下茶杯，站起来，慢慢的走向办公室的门口，轻轻的带上了大门。他转过身来，笑呵呵的，细声细气的对Alice和Bob说：“其实啊，虽然现在倡导不要早恋，可是你们的经历让我想起了我热血澎湃的青年时代，我个人决定要给你支持！所以，我可以给你们支一招！”Alice和Bob眼睛都睁大了，他们果然没有找错人，Frement重新燃起的他们希望的火光。
“你们以后所有的公钥，都放到我这里来保管吧；在使用的时候，在我这里获取。”
把公钥保存在F教授这里的好处？
1.在我这里注册公钥的时候，我可以鉴定每个人的真实身份，确保密钥注册人的身份真实可信；
2.在我这里获取公钥的时候，由于我是可以绝对信任的，可以避免获取他人伪造的虚假公钥的风险；
“总而言之，公钥保存在我这里，可以保证公钥的真实性。”
公钥在F教授处注册和使用具体流程是？
1.在生成密钥后，生成者需要在我这里注册密钥信息，包含公钥、个人信息等，我会对生成者的身份做一次鉴定，确认是生成者和个人信息不符；
2.我会将经过鉴定确认的公钥和个人信息封装到一个文件里，并附加上属于我的私钥；生成的这个文件，密码学上也称作“数字证书”；
3.公钥者使用者需要在F教授处，申请获取这样一个“数字证书”即可；
Alice醍醐灌顶般的看着F教授，原来通过借助F教授这样一个第三方可靠的机构来保存密钥，可以有效的避免被伪造的问题！
【结论1】在密码学中称这样的可信机构叫做证书颁布机构“Certificate Authority”，简称CA。
【结论2】CA一般是政府或相关权威部分认定的机构，并存在多个不同层级的CA，即有认证低级别CA的高级别CA的存在。
第四章 尾声和彩蛋
故事到这里，就到了尾声，Bob和Alice依然每天都在用信件传递着他们的爱和生活；Charles，Dogulas，Ella也慢慢的开始在自己的生活中走向了正轨；而至于Frement教授嘛，他除了在认真保管我们男女主人公的密钥之外，你们猜，他平日里还在做些什么事情呢？
这里相对聪明的读者们留一个彩蛋：大家表面里看似慈祥的F教授，会不会在暗地里，悄悄的做着隐人耳目，窃听男女主人公私密的事情呢？一些看似美好的生活脚下，是否隐藏着惊天的黑幕？
信息安全的对抗永远不会有尽头，AliceBob和我们的F教授的对抗，才刚刚开始。
