网络安全 -------- 加解密

Crypto

1. 常见的加密方式

不可逆
- 单项散列函数：MD5、SHA 等
可逆
- 对称加密：DES、3DES、AES 等
- 非对称加密：RSA 等
单项散列函数（也被称为：消息摘要、哈希函数）
- 可以根据消息内容计算出散列值
- 散列值的长度与消息长度无关，无论消息是 1bit、10m、100G，单项散列函数都会计算出固定长度的散列值
- 根据任意长度，计算出固定长度的散列值
- 计算速度快
- 消息不通，散列值不通
- 输出的散列值也被称为：消息摘要，指纹
- 常见的几种单项散列函数
  - md4、md5
    - 产生128bit的散列值，MD 就是 Message Digest (消息摘要)的缩写，目前已经不安全
  - SHA-1
    
    产生 160bit 的散列值，目前已经不安全
  - SHA-2
    
    SHA-256、SHA-384、SHA-512，散列值长度分别是 256、384、512 bit
  - SHA-3 全新标准
- 应用场景
  - 通过单项散列函数，将文件生成一个散列值，如果散列值相等就说明文件内容没有变化。比如下载一个软件时，会有一个 md5 文件，可以将下载的软件生成 md5，然后对比下载下来的与自己本地生成的，相等则下载的软件是完整的
  - 输入密码给服务器时，将密码通过散列函数加密后发给服务器，服务器数据库存的密码也是散列值，服务器通过对比散列值是否相等判断密码是否正确（密码丢失给时，点击忘记密码后，通过验证后直接修改密码，并不能返回旧密码）

2. 加解密

将明文加密生成密文，必须通过密钥才能解密，双方协商好使用什么加密算法

2.1 对称加密（Symmetric Cryptograp）

概念：加密用的密钥与解密用的密钥是相同的
特点：简单、加密速度快
常见对称加密算法
- AES
- DES
缺点：不安全（密钥配送问题）
- 我把加过密的内容发送给了 A，A 必须要有我使用的密钥才可以，因此必须将密钥也发给 A，此时如果有人窃听，拿到了密文、密钥，就能解密，双方通信的安全得不到保障
使用对称加密时，一定会遇到密钥配送问题
- 解决：事先共享，密钥不要走网络
- 非对称加密

2.2 非对称加密（Asymmetric Cryptography）

概念：加密与解密用的密钥不同
特点：安全
缺点：复杂、加解密速度慢
密钥
- 公钥：加密密钥，网络传播给消息发送者
- 私钥：解密密钥，将消息发送者通过公钥加密过的消息解密为明文，不可在网络上传播
- 公钥与私钥是一一对应的，不能单独生成
- 由公钥加密的密文，必须使用该公钥对应的私钥才能解密

2.3 混合密码系统

概念：将对称加密与非对称加密的优势相结合的方法
优点：解决了非对称加密速度慢，对称加密的密钥配送问题
加密策略
- 为本次通信生成一个对称加密的密钥，将明文进行非对称加密，然后将对称加密的密钥进行非对称加密（对称加密的密钥所占字节远小于明文），然后将加密后的密钥与密文结合在一起发送给对方
- 拿到两部分合在一起的密文后，使用私钥解开使用公钥加密的对称加密的密钥，得到密钥后，通过密钥解开密文

3. 数字签名

解决社么问题?
- A 给 B 发消息，A 发的内容可能被篡改、或者有人伪装成 A 发消息、或者就是 A 发的，但是 A 不承认
- 如何确定这段消息的真实性？如何识别篡改、伪装、否认？
解决方案
- 数字签名
应用场景：
- 不是为了保证机密性，是为了能够识别内容有没有被篡改
数字签名技术中，有两种行为
- 生成签名（消息发送者完成，对消息散列值进行签名）
- 验证签名（消息接收者完成）
发送方将文件通过单项散列函数得到一份 128 bit 的摘要，这份摘要相当于该文件的 ”指纹“，能够唯一地识别文件。（只要文件发生改动，经过单项散列函数处理后得到地摘要都会不一样，所以，文件和文件的摘要具有很强的对应关系）
然后发送方使用自己的私钥将单项散列函数生成的摘要进行加密，得到一份加密摘要
然后发送方将文件、加密的摘要发送给接收方
接收方接收后，使用发送方的公钥，将加密的摘要解开，得到 128 bit 的摘要，然后将文件进行单项散列函数，得到摘要，然后与解密出来的摘要进行对比，相等则文件完整。不相等，接收到的文件或者加密的摘要可能被篡改。
报文鉴别：消息接收者可以使用收到的公钥对加密的摘要进行解密，从而核实消息发送者对文件的签名
报文的完整性：消息接收者通过对比摘要判断消息是否完整
消息发送人不可否认：只有发送者拥有私钥，并能使用私钥产生 ”加密的摘要“，这样发送者就不能否认自己发送的消息

4. 证书（Certificate）

只要涉及到将公钥分享出去，就避免不了中间人攻击。

解决的问题：通过证书的方式，让消息发送者确定了公钥确实是消息接收者的
消息接收者将公钥发给权威机构（CA）,CA 将公钥进行签名，然后将签名、接收者公钥等信息打包成证书发给消息发送者
消息发送者通过 CA 公钥解开签名得到公钥，然后将该公钥与证书中的公钥进行比较，相等证明该公钥确实是接收方的公钥

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