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加密算法

1．对称加密

小徐一下子就领会了小王的意思。加密和解密算法是公开的，但密钥是保密的，只有两人才知道。这样生成的加密消息（密文）别人就无法得知了。小王要求小徐生成一个密钥，然后把密钥发给他。小徐刚要将密钥发送出去时，一想不对啊，这密钥通过网络发送给你，不是还是会被窃取吗？

听了小徐的顾虑，小王陷入了沉思，密钥需要两个人都知道，但又不能通过网络传输，那怎么办呢？

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法就称为对称加密，也称为单密钥加密。对称加密的密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES等。

2．非对称加密

小王思考了两天后，兴奋地告诉小徐，他找到了解决方法。这个解决方法不用双方必须协商一个保密的密钥，而是有一对钥匙，一个是保密的，称为私钥，另外一个是公开的，称为公钥。用私钥加密的数据，只有对应的公钥才能解密，用公钥加密的数据，只有对应的私钥才能解密。当小王给小徐发消息的时候，就可以先用小徐的公钥去加密（反正小徐的公钥是公开的，地球人都知道），等到消息被小徐收到后，他就可以用自己的私钥去解密（只有小徐才能解开，私钥是保密的）。反过来也是如此，当小徐想给小王发消息的时候，就用小王的公钥加密，小王收到后，就用自己的私钥解密。

这就是非对称加密，密钥成对出现（根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥），加密解密使用不同密钥（公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密），相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等。

由于非对称加密速度较慢，小王每次都要用很长时间等待小徐的消息，终于忍无可忍希望能改善加密速度进行快速传输。又过了两天，小王对加密速度进行了优化，他结合了对称加密与非对称加密的优缺点。首先生成一个对称加密算法的密钥，用非对称加密的方式安全发给小徐。随后就不用非对称加密了，只用这个密钥，利用对称加密算法来通信。于是两人又开始愉快地聊天，内容可以海阔天空，百无禁忌。

数字签名

过了一段时间，小王和小徐总感觉测试总监看自己的眼神怪怪的。小王心虚地想，不会是我们的信息还是被看到了吧？总监呵呵一笑道，你们的加密策略早就被我发现并且破解了。小王再次陷入沉思，问题到底出在哪里呢？晚上睡觉前小王突然灵光一闪发现了问题的根源所在。假如小王给小徐发公钥的时候，有个中间人，截取了小徐的公钥，然后把自己的公钥发给了小王，冒充小徐，小王发的消息就用中间人的公钥加了密，那中间人不就可以解密看到消息了？想到这个问题后小王一身冷汗，是啊，这个中间人解密以后，还可以用小徐的公钥加密，发给小徐，小徐和小王根本都意识不到，以为在安全传输呢。要解决这个问题就必须确定那个公钥是只属于小徐的，而不是他人可以杜撰的。两天后小王又拿出了新的方案。

小王把他的公钥和个人信息用一个Hash算法生成一个消息摘要，这个Hash算法有个极好的特性，只要输入数据有一点点变化，那生成的消息摘要就会有巨变，这样就可以防止别人修改原始内容。随后让有公信力的认证中心（简称CA）用它的私钥对消息摘要加密，形成签名：把原始信息和数据签名合并，形成一个全新的东西，叫作“数字证书”。当小徐把他的证书发给小王的时候，小王就用同样的Hash 算法，再次生成消息摘要，然后用CA的公钥对数字签名解密，得到CA创建的消息摘要，两者进行对比就知道有没有被篡改了。

如此一来，信息安全终于万无一失了，小王如释重负（总监欣慰地笑了，原来我的员工还是很聪明的，以后要给他们多派点活），继续与小徐愉快地聊天了。

传输过程

对数据的加密解密问题处理好了，就剩下数据传输的原理了。如果小王是客户端，小徐是服务器，传输的原理如图所示。

（1）客户端发起HTTPS 请求

用户在浏览器里输入一个HTTPS网址连接到服务器端口。

（2）服务器端初步响应

采用HTTPS 协议的服务器必须有一套数字证书，这套证书其实就是一对公钥和私钥。将证书发回给客户端，证书包含证书的颁发机构、过期时间等。

（3）客户端解析证书

客户端首先会验证证书是否有效，比如颁发证书的机构是否合法，证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致、过期时间等，如果发现异常，则提示证书存在问题。如果证书没有问题，那么客户端就生成一个随机值，然后用证书对该随机值进行加密。

（4）客户端发送加密信息

客户端发送的是用证书加密后的公钥。

（5）服务器解密信息

服务器端用私钥解密后，得到了客户端传过来的公钥，然后把内容通过该值进行对称加密。

（6）服务器发送加密后的信息

服务器发送用公钥进行对称加密后的信息。

（7）客户端解密信息

客户端用之前生成的私钥解密服务器端传过来的信息，客户端就获取了解密后的内容。