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序言

本文是一个图文故事，旨在让陷于密码学苦海的同胞们生动地理解 ：

1、非对称加密

2、关于公钥 3、关于私钥 4、散列函数 5、消息摘要 6、数字签名 7、数字证书 8、证书机构

等密码学和信息安全体系的基础概念的地位与作用。

图文故事

1、 鲍勃有两把钥匙，一把是公钥，另一把是私钥。

2、 鲍勃把公钥送给他的朋友们—-帕蒂、道格、苏珊—-每人一把。 3、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。 4、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。 5、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）。 6、然后，鲍勃使用私钥，对这个摘要加密，生成”数字签名”（signature）。 7、鲍勃将这个签名，附在信件下面，一起发给苏珊。 8、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。 9、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。 10、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。 11、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）。 12、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。 13、 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。

Https应用

1、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。

2、 首先，客户端向服务器发出加密请求。 3、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。 4、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。 5、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。 6、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。

总结

(1) 概念解释

回顾文章开头指出的概念，下面将给出结合本文的解释：

1、非对称加密：避免了对称加密技术产生庞大的密钥的弊端，实际应用于加密(传输)对称密钥等短信息(因效率太慢)。

2、关于公钥：公钥用于客人给主人写信时加密信件，以及客人收到回件时验证数字签名。

3、关于私钥：私钥用于主人查看(公钥)加密过的来件，以及回复信件时加密信件的消息摘要(而不是直接加密长篇的信件)。

4、散列函数：如MD5、SHA等哈希算法，用于生成消息摘要，目的在于防止信件(消息)内容被篡改(“雪崩效应”：如果信件内容稍有篡改，哈希值将大变)。

5、消息摘要：对信件(消息)内容进行散列函数计算，生成固定长度的简短摘要。

6、数字签名：数字签名是私钥加密消息摘要后的产物，用于证实信件(消息)的发送方的身份。

7、数字证书：数字证书是证书机构颁发给用户的，里头包含用户的公钥。该公钥和其他相关信息(有效期等)一起被证书颁发机构的私钥加密了，形成数字证书，用于证明某公钥确实属于某用户。

8、证书机构：相当于权威的公安局(信用无人质疑)，给公民颁发身份证(数字证书)。用于证明用户的公钥的可信性(不被伪造)。证书机构将自己的公钥公示天下，用自己的私钥加密每个已注册的合法用户的公钥，形成数字证书并颁发给用户。

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(2) 验证思想

先来回忆下数字签名：

解密过程：

假设B给A发了一封信（里头含有 数字签名+数字证书），用户A在核实收到的信件确实原封不动地来源于用户B，而不是源于坏人C发的(或者被他更改过)时，需要经历以下几步：

1、验证数字证书——核实证书来源，获取用户公钥

使用证书机构(权威的公安局)提供的公钥(已公示天下)，验证信件里头的数字证书，获得发件者合法的真实公钥（核实了证书的来源，确实是B的证书没错了）——因为证书机构(说话可信的公安机关)可以通过此证书告诉A，此证属于B，并且它的公钥为XXXXXXXXXX；

2、验证数字签名——核实发件者身份，以及信息完整性

（1）核实发件者身份

接下来咱们就用上面获得B的公钥，去尝试验证信件里头的数字签名（数字签名是信件里头除了数字证书以外，附带的第二个证件），如果能成功验证则可确认信件确实是B发的（前面的一步只证实了信件里头的数字证书记录的确实是B的并且获取了B的公钥，但是并未核实此信件一定是B发的，可能是别人发的，附加了B的证书而已嘛）；

（2）核实内容完整性(真实性）

证明了是B发的以后，咱们就开始证明信件正文内容是否被篡改过了。此时就需要用到信件里头（除了数字证书以外）的另一个签证了——数字签名（还记得不，数字签名是B用她的私钥加密她的原始信件的消息摘要形成的）。所以此处我们只需要用B的公钥验证数字证书，并且将得到的结果与信件正文的消息摘要(自己计算一遍，采用的Hash算法在数字证书中有记录)比较一下是否一致，如果一致，证明没有被篡改。

至此，A就完整地验证了此信件确实是B发的，并且内容内容没被人修改过，可以完全信任，放心阅读。

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