无公式无数学内容下，如何理解加密与解密知识？

密钥是什么？

生活世界的钥匙，是一把有形的开门的锁，或指纹，或虹膜等不同生物特征的载体。

数字世界的密钥是什么，是一串字符或数字，准确是说是字节序列，或比特序列，不同的密钥有其不同的长度，在不同的表达方式下（不同进制下）长度也不一样。
类似于：
二进制下：
01110001 10101011 10101010 01010110 10101010 11110100 11100001
当然，也可以用十六进制或十进制表示。不过，经常用十六进制表示。

一些核心的概念：
1、对称加密
A和B共有一个密码，这个密码不仅用于加密，也用于解密。这个在家人之间用比较合适，但是面一广，问题就来了。
此外，不同的场景，需要不同的密码。

痛点是：不可能针对N个不同的场景，设计N个不同的密码，如果你银行卡多，邮箱多，你会知道这个根本记不住，行不通。这个也叫“配送难题”。

2、公钥密码（或称非对称性密钥）
有没有这种可能，我放一个空箱，外面放上一把空锁，如果有人用信件，锁上就行。送上门时，只有我能打开？
公钥密码是一对，一个放在外面的公钥（用于加密）和一个自已用的私钥（用于解密）。
比如，A在外面放了一个公钥，任何人都可以用这个公钥key，把信件加密后，都可以送给A，A也能解密，看到相关内容。

痛点：外面key，有可以被人换了。比如，A发布的时侯，公钥key1被人故意换成了key2.如果别人用key2加密了，送的过程中，又被人拦截了，那就这个危险就大了。这个叫“中间人攻击“的风险。

3、混合加密
对称加密的优点是加密-解密效率快；非对称加密则相反，效率低。
可以把这个两的特点给合起来使用。
生成一个随机数，作为对称加密的密钥（key1）；
加密的信件（内容一般长）用对称加密key1进行加密和解密；
非对称加密的公钥对key1进行加密；
然后，用私钥进行解密，解密出key1.然后用key1对加密后的信件进行解密；
这种方式把两者的优点充分结合起来了。

4、消息摘要（digest）:也叫hash值（或单向散列函数）=>证明文件或字符的唯一性
学过计算机的人都知道，好的hash算法能实现（至少很高很高概率）任何信息集与一个固定长度字符的一一对应。
好的hash的一个特点是，两篇红楼梦小说，如果任何一个标点符号不同，都会完全不一样，也叫【强抗碰撞性】。
因此，可以通过hash值的不同，来判断，你的信息是否与原先的信息发生变化。
这就是消息摘要的作用，鉴别真伪，识别信息是否补篡改。
hash值的优点，还有一个，即同一算法，对任意长度的输入，其输出值的长度是一样的。压缩率高，且标准整齐。
正因为此，在识别真伪的应用中，经常可以看到hash值的应用，比如
（1）口令进行加密：当然，还要加个随机值（salt），抗字典攻击。
（2）消息认证码：比较多的用于SSL和TLS网络通讯中。
（3）数字签名：如果我们对一个可能很长的信息，我们就不需要对信息的本身进行操作，对信息对应的hash值进行操作就可以了，实现了降维处理。
hash算法很多，MD4,MD5.SHA1,SHA2,SHA3,SHA-256…; RIPEMD-160等；

hash值的本质解决的是信息的完整性及一致性问题。

5、消息认证码（Message Authentication Code,MAC）

消息认证码的MAC值与hash值很象，只要MAC值不一样，就可以判断不一致。因此都是鉴别真伪，识别信息是否补篡改。
但有什么不同？
hash值的计算除了信息本身外，没有输入参数；而消息认证码MAC值，计算还多了一个共享的密钥。
为什么要这样设计？和hash值相比，增加了一道保险，需要两把钥匙才能进行识别。经常用于银行之间的业务通讯中。

当然，也可以认为，消息认证码是一种与密钥相关的hash值。

痛点：无法防止否认。因为双方都有共享的密钥，对于同一份信息而言，两个人的MAC值都是一样的？那么到底是谁签发的？不清楚。双方都无法自证清白。

6、数字签名（signature）=>解决消息是谁的发问题

消息认证码的问题在于通讯的双方使用共享相同的密钥。那通讯的双方能否各使用自己的”私钥“？
这就是数字签名与消息认证码的不同。他们的本质作用是一样的，但数字签名，比消息认证码还多了一层，可以自证清白了。
在数字签名中，谁主动发送了消息，也就是对消息进行了签名，即为签名方。

数字签名包括两部分，生成消息签名和验证消息签名。
因此，数字签名包括两种不同的密钥，并进行了区分，专钥专用。一种签名密钥（不能用于验证），一种是验证密钥（不能用于签名）。
此外，签名密钥只能由签名的人持有，而验证密钥则是任何需要验证签名的人都可以持有。
这点和公钥加密是相反的。即数字签名即使用私钥进行签名，让持有公钥的人进行验证。

因此，用私钥进行加密就是签名。并不需要专门手写一个特殊的字符。因为这已经具有了唯一性。

数字签名有两种方法：对信息的本身就行签名；或对信息的hash值进行签名。后面因为信息量小，所有速度快。

举个对信息hash值进行签名的例子：

A是签名者，要把信息发给B。如何证明是A发出去的呢？
A发出向B发一份信息；同时A对信息的hash值，用私钥进行加密，即签名；同时也发送给B。
B不仅收到信息，而且收到一份签名。B需要对信息计算hash值；同时，也需要用A的公钥对签名进行解密，得到签名中加密的hash值；同时进行比对，如果一致，那么，就可以认为是A发出来的。

痛点：

签名看上去很强大，但是，这个是建立在签名者的“公钥”是签名者本身发出来的基础之上的。如果存在“中间人攻击”，那么，这个基础就被破坏了。
谁来证明“公钥”是签名者属有？

7、PKI（public key infrastructure）即公钥基础设施

有专门的、可信的第三方认证机构（CA, certification Authority），对“公钥”发布证书，让其它的人，一看到“公钥”就确信无疑。
这有点象身份证，公安机关（权威机构）给了你一张二代身份证，上面有一些信息，那么，大家看到身份证后，都认为“你就是你”。

具体来说，认证机构会针对公钥，进行数字签名。因此，公钥+认证机构的数字签名就是公钥证书（public -key certifcate），简称证书。

可以理解的是，公钥的发布者（用户），首先需要向认证机构注册自己的公钥，此后，认证机构为注册的公钥生成数字签名，进而生成证书。

对于信息接受者而言，只要收到用户的证书，就确信是特定的公钥注册人申请的，身份就确认了，进而放心使用公钥。

PKI又是什么？PKI就是为了这一套公钥认证、使用规范和标准的总称。主要要素包括，用户，认证机构和保存证书的数据库。

证书的数据库很重要，因为证书可能过期、作废、也可能用户的私钥被盗，运维人员的变化等原因，需要重新更新证书相关的数据。

认证机关也拥有一张证书作废清单（Certificate Revocation List），供大家查验，看看相应的证书是否有效。

痛点：

认证机关是否可信？是否被攻击？
注册人被山寨。比如“Jacky Ma”,有人也注册了“Jacky ma”.只要有人一下子没有注意，很可能就相信“B就是A”了。
CRL也有可能被人利用。有点象银行卡报挂失到，正式挂失，也有一个时间差。

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