对称加密 & 非对称加密
支付获取信息传递过程中，需要保证信息的机密性，加密是最常用的手段，加密过程中，涉及如下概念
明文：加密前的信息
密文：加密后的信息
密钥：将明文转换为密文过程中输入的参数
解密：通过密钥将密文还原为明文的过程
加密算法：加密 -> 解密过程中的操作
加密方式主要分为两大类
- 对称加密
- 非对称加密
对称加密
对称加密过程的示意图如下
不论是加密操作还是解密操作，均使同一把
密钥A来完成对称加密较为流行的加密算法为AES-高级加密标准 - 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)
非对称加密
非对称加密过程的示意图如下
加密和解密分别使用不同的密钥完成，即：使用公钥加密，则必须使用私钥才能解密，反之亦然
非对称加密中较为流行的加密算法为RSA加密演算法 - 維基百科，自由的百科全書 (wikipedia.org)
二者对比
对称加密
优点：运算速度快
缺点：使用同一个密钥，一旦被窃取，消息就会被破解
非对称加密
优点：私钥严格保密，将公钥进行分发，第三方通过公钥无法破解消息
缺点：加密的运算效率较低
既想保证加密的安全性，又想提高加密效率，可以将二者结合使用，即：使用【非对称加密】加密【对称加密】的密钥，具体消息的加密，依然采用对称加密进行，如下图所示
先通过非对称加密传输密钥
通过交换的密钥使用对称加密进行消息的传递
身份认证
假设张三有一对公钥和私钥，他将公钥分发给了李四，王五和赵六，现有如下场景
场景一：李四写信给张三并使用张三的公钥进行加密，张三收到信后，使用自己的私钥解密，那么只要张三自己的私钥不泄露，整个信息交换的过程是安全的，即任何拥有张三公钥的人都可以写信给张三，整个过程是安全的
场景二：张三回信给李四，那么李四也必须拥有自己的公钥和私钥，因为如果张三直接使用自己的私钥或公钥回信，会产生如下现象
- 使用私钥回信：其他人可以使用张三的公钥解密信件
- 使用公钥回信：李四没有张三的私钥，任何人都无法解密信件，信息传递没有产生实际意义
所以，李四必须拥有自己的公钥和私钥，张三通过李四的公钥加密回信，至此整个相互通信的过程是安全的
一般的情况都是使用公钥加密，私钥解密，倘若将二者进行转换，使用私钥加密，公钥解密，则可以产生【身份认证】的效果，例如
- 张三使用自己的私钥加密信件
- 李四使用张三的公钥解密信息
实际上只要拥有张三的公钥，就能够对张三的信进行解密，那么可以认为【私钥加密，公钥解密】的目的不是为了加密，而是为了身份认证，因为只有通过张三的私钥加密的内容才能被张三的公钥解密，那么可以认为这封信就是张三发的，即：张三的身份被确认
数字签名
在消息传递的过程中，需要保证消息没有被串改过，也就是信息完整性的保证，实现完整性的主要手段是使用摘要算法（散列函数，哈希函数）
摘要算法有如下特点
- 不可逆：摘要算法是一个单向的过程，加密过后只有密文，没有密钥，再也不能通过加密后的密文解密出原始数据
- 难题友好性：想要通过密文破解出摘要算法计算前的原文，只能通过暴力枚举的方式（不断枚举原文，与摘要算法计算后的密文对比，一致，则代表破解成功，但原始可能是任意数据，随机性太强，破解难度极大）
- 发散性：对原文的任意改动，都会引起摘要算法加密结果的强烈变化
- 抗碰撞性：原文不同，计算后的摘要结果也不同
常见的摘要算法有：MD5 SHA1 SHA2
根据摘要算法以上的特性，其很适合用于校验信息是否被串改，在传输信息之前，通过摘要算法计算出信息的密文，信息的接收方接受到信息后，再次通过摘要算法计算信息的密文。相同，则代表信息没有被串改，如下图所示
看起来好像保证了数据的完整性，但如果信息在传递的过程中，被第三方劫持，同时修改了原文和摘要，那么接收方就不能确定信息的完整性了
因此，在此基础上，还需要引入加密算法，通过非对称加密算法，将计算出的摘要使用私钥进行加密（身份确认），生成【数字签名】，这样即使数据被第三方劫持，由于第三方没有私钥，无法保证串改后的数据与数字签名相对应，那么接收方就能够校验数据的完整性（验签）
数字证书
A 伪装成 B，将自己的公钥传递给 C，一旦欺骗成功，后续 A 便可以使用自己的私钥进行数字签名，而 C 使用 A 给的公钥验签成功，则一直误认为自己在和 B 通信，核心的问题在于，任何人都可以发布公钥，无法确定公钥具体的所有者
为了解决这个问题，引入了数字证书，数字证书由第三方机构颁发，首先证书的申请者将自己的信息（必须提供真实身份），包括公钥，使用者（一般为域名），颁发机构等，如下图
将上述信息提交给第三方机构，第三方机构使用自己的私钥对上图中的数据进行加密得到密文（签名），最后将密文和原始明文数据再次发生给申请者（即数字证书），如下图
而证书的颁发机构也被称之为CA-Certificate Authority机构
接下来，假设 A 和 B 之间相互通信，需要携带自身的数字证书，当某一方接收到信息时，先根据 CA 机构公开的公钥解密证书中的签名，再与证书中的明文进行对比，如果一致，则可以证明对方的身份
这一机制的可靠性保证受第三方 CA 机构证书颁发的正确性影响，例如证书的颁发必须保证唯一性和绝对的公平透明
如果是浏览器中的数字证书，还会校验证书中的域名和浏览器正在访问的域名对比（即 https 协议）
总结
对称加密维持了信息加密的性能，非对称加密保障了密钥的安全，二者结合使用，能够提供高效安全的加密形式
通过数字签名与非对称加密的结合，保证了数据的完整性
引入数字证书的概念，保证了对公钥来源以及通信对象身份的确认
