本文借鉴原文ruanyifeng，作者是阮一峰。

加密方法分类

• 加密方法可以分为两大类。一类是单钥加密（private key cryptography），还有一类叫做双钥加密（public key cryptography）。
• 前者的加密和解密过程都用同一套密码，后者的加密和解密过程用的是两套密码。
• 历史上，人类传统的加密方法都是前一种，比如二战期间德军用的Enigma电报密码。莫尔斯电码也可以看作是一种私钥加密方法。

单钥加密

在单钥加密的情况下，密钥只有一把，所以密钥的保存变得很重要。一旦密钥泄漏，密码也就被破解。

双钥加密

在双钥加密的情况下，密钥有两把，一把是公开的公钥，还有一把是不公开的私钥。

双钥加密的原理如下：
a) 公钥和私钥是一一对应的关系，有一把公钥就必然有一把与之对应的、独一无二的私钥，反之亦成立。
b) 所有的（公钥, 私钥）对都是不同的。
c) 用公钥可以解开私钥加密的信息，反之亦成立。
d) 同时生成公钥和私钥应该相对比较容易，但是从公钥推算出私钥，应该是很困难或者是不可能的。

单钥加密和双钥加密的区别

• 目前，通用的单钥加密算法为DES（Data Encryption Standard），通用的双钥加密算法为RSA（ Rivest-Shamir-Adleman），都产生于上个世纪70年代。

• 在双钥体系中，公钥用来加密信息，私钥用来数字签名。

• 因为任何人都可以生成自己的（公钥，私钥）对，所以为了防止有人散布伪造的公钥骗取信任，就需要一个可靠的第三方机构来生成经过认证的（公钥，私钥）对。目前，世界上最主要的数字服务认证商是位于美国加州的Verisign公司，它的主要业务就是分发RSA数字证书。

数字签名是什么？

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鲍勃有两把钥匙，一把是公钥，另一把是私钥。

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鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

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苏珊要给鲍勃写一封保密的信。她写完后用鲍勃的公钥加密，就可以达到保密的效果。

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鲍勃收信后，用私钥解密，就看到了信件内容。这里要强调的是，只要鲍勃的私钥不泄露，这封信就是安全的，即使落在别人手里，也无法解密。

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鲍勃给苏珊回信，决定采用"数字签名"。他写完后先用Hash函数，生成信件的摘要（digest）。

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然后，鲍勃使用私钥，对这个摘要加密，生成"数字签名"（signature）。

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鲍勃将这个签名，附在信件下面，一起发给苏珊。

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苏珊收信后，取下数字签名，用鲍勃的公钥解密，得到信件的摘要。由此证明，这封信确实是鲍勃发出的。

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苏珊再对信件本身使用Hash函数，将得到的结果，与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致，就证明这封信未被修改过。

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复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊，他偷偷使用了苏珊的电脑，用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。此时，苏珊实际拥有的是道格的公钥，但是还以为这是鲍勃的公钥。因此，道格就可以冒充鲍勃，用自己的私钥做成"数字签名"，写信给苏珊，让苏珊用假的鲍勃公钥进行解密。

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后来，苏珊感觉不对劲，发现自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法，要求鲍勃去找"证书中心"（certificate authority，简称CA），为公钥做认证。证书中心用自己的私钥，对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密，生成"数字证书"（Digital Certificate）。

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鲍勃拿到数字证书以后，就可以放心了。以后再给苏珊写信，只要在签名的同时，再附上数字证书就行了

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苏珊收信后，用CA的公钥解开数字证书，就可以拿到鲍勃真实的公钥了，然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

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下面，我们看一个应用"数字证书"的实例：https协议。这个协议主要用于网页加密。

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首先，客户端向服务器发出加密请求。

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服务器用自己的私钥加密网页以后，连同本身的数字证书，一起发送给客户端

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客户端（浏览器）的"证书管理器"，有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表，查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。

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如果数字证书记载的网址，与你正在浏览的网址不一致，就说明这张证书可能被冒用，浏览器会发出警告。

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如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的，浏览器会发出另一种警告。

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如果数字证书是可靠的，客户端就可以使用证书中的服务器公钥，对信息进行加密，然后与服务器交换加密信息。

问题解析：

1. 鲍勃的公钥就可以冒充鲍勃？
道格自己不也有鲍勃的公钥么？“每人一把”。

答：
只有有了鲍勃的私钥，才能冒充鲍勃。
道格没有鲍勃的私钥，只好伪造鲍勃的公钥。
道格用自己的私钥加密发给苏珊的信件，苏珊收到信件后用道格的公钥自然能正常解密该信件，但是苏珊以为她收到的是鲍勃的信件，并且认为是用鲍勃的公钥来解密的，自然认为发信的就是鲍勃，所以道格就达到了伪造鲍勃与苏珊通讯的目的。

**2.既然道格可以替换鲍勃的公钥，为什么不能故技重施，伪造CA的公钥，然后用自己的私钥伪造成CA的数字证书，从而达到欺骗苏珊的目的呢？
**

答：
公钥不需加密。
CA公钥无法伪造，因为CA公钥是可查的，比如在MSDN里可以查到微软用于签名driver的公钥（Base64码）。
CA都是一些可靠的大机构，它们的公钥在自己网站上提供下载，所以无法伪造。

3.数字签名和数字加密的区别

答：
实际上，数字签名是保证数据完整性的，但它不保证数据加密，不保证数据传输途中无人嗅探窃听。
好比一辆敞篷大货车从A开到B，中途没有洒落任何东西，完整性得到了保证。但是车上有什么东西也被路人看光光。
数据加密是从A到B建了一条虚拟隧道，货车在里面开，路人谁也不知道是什么东西。
车子到了B后，送货的人给出自己的身份证，证明自己的确是从A来的。收货的人可以选择相信这个身份证。也可以把身份证放到自己的身份证校验仪查询，看看是不是公安部发的真的身份证。
如果你的身份证校验仪（CA）已经是假的了，那就啥都别说了，重装系统吧。

4.最后一步“如果数字证书是可靠的，客户端就可以使用证书中的服务器公钥，对信息进行加密，然后与服务器交换加密信息。”
这里似乎有点问题。

答：
通常公开钥算法用于相互验证，之后会建立session key（比如128位AES key）。后续交互的信息都是用session key和对称加密算法（比如AES）来加解密的，已经与证书本身和公钥密钥无关。因为公开密钥算法比对称密钥算法开销大很多。

5. 第8步 的说法有问题，只此一步，是无法确定信由鲍勃发出的。

答：
8的说法没有问题，就这一步就可以保证信由Bob发出的。因为消息是由Bob的私钥签名的，只有Bob本人才有他的私钥，所以能用Bob的公钥解密的，一定是Bob发出的。
8实现了抗否认性，9实现的是完整性。这是两个不同的概念。

6.举例
假设两个用户A，B进行通信，公钥为c,私钥为d，明文为x.
A用公钥对明文进行加密形成密文c(x)，然后传输密文；
B收到密文，用私钥对密文进行解密d(c(x)),得到要通信的明文x。

补充：
如果是 A 同时和 B, C 通信，如果C的私钥为e
C收到密文，用私钥对密文进行解密e(c(x)),得到要通信的明文x。
c 是公钥, d、e 是私钥。用不同的私钥解密，能得到同样的结果。
这个过程通过很巧妙的数学来实现。