# 了解一下对称加密，非对称加密，CA 证书？
我们都知道HTTPS应用层传输协议，HTTPS = HTTP + TLS/SSL，实际上TLS/SSL涉及到证书机构（CA）、证书、数字签名、私钥、公钥、对称加密、非对称加密等等一系列东西。
接下来我们看看如何把他们串起来
# 对称加密
# 定义
需要对加密和解密使用相同密钥 (opens new window)的加密算法 (opens new window)。
由于其速度快，对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。对称性加密也称为密钥加密 (opens new window)。
所谓对称，就是采用这种加密方法的双方使用方式用同样的密钥 (opens new window)进行加密和解密。密钥 (opens new window)是控制加密及解密过程的指令。算法是一组规则，规定如何进行加密和解密。
因此加密的安全性不仅取决于加密算法本身，密钥管理的安全性更是重要。因为加密和解密都使用同一个密钥，如何把密钥安全地传递到解密者手上就成了必须要解决的问题。
# 优缺点
对称加密算法的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
对称加密算法的缺点：
- 在数据传送前，发送方和接收方必须商定好秘钥，然后使双方都能保存好秘钥。
- 如果一方的秘钥被泄露，那么加密信息也就不安全了。
- 每一对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的独一秘钥，这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大，密钥管理成为双方的负担。
# 非对称加密
# 定义
与对称加密算法 (opens new window)不同，非对称加密算法 (opens new window)需要两个密钥 (opens new window)：公开密钥 (opens new window)（publickey）和私有密钥（privatekey）。
公开密钥 (opens new window)与私有密钥是一对
- 如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；
- 如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。
因为加密和解密使用的是两个不同的密钥 (opens new window)，所以这种算法叫作非对称加密算法 (opens new window)。
# 优缺点
公钥密码体制采用的加密密钥(公开钥)和解密密钥(秘密钥)是不同的。由于加密密钥是公开的，密钥的分配和管理就很简单，而且能够很容易地实现数字签名，因此最适合于电子商务应用的需要。其主要的优点是：
(1)密钥 (opens new window)分配简单。
(2)密钥的保存量少。
(3)可以满足互不相识的人之间进行私人谈话时的保密性要求。
(4)可以完成数字签名和数字鉴别。
但在实际应用中，公钥密码体制并没有完全取代私钥密码体制，这是因为公钥密码体制在应用中存在以下几个缺点：
(1)公钥密码是对大数进行操作，计算量特别浩大，速度远比不上私钥密码体制。
(2)公钥密码中要将相当一部分密码信息予以公布，势必对系统产生影响。
(3)在公钥密码中，若公钥文件被更改，则公钥被攻破。
# 应用
好了，到此你就已经了解对称加密和非对称加密的基本概念了
实际上，我们在使用HTTPS传输数据的时候就会用到对称加密，但是对称加密有个前提，就是双方能够持有相同的密钥
问题来了，比如服务端现在想要用对称加密，它有两把密钥，一把自己保存，一把要想办法安全地发送给客户端，这个时候就需要用到非对称加密来把这把密钥传送到对方
我们知道，非对称加密有私钥和公钥，假设服务端用私钥加密密钥(对称加密的密钥)，则客户端需要用服务端发送的公钥解密，但是服务端发送公钥的过程不一定是安全的，它可能被人劫持盗用，导致客户端无法拿到真正的公钥
举个例子：
- 服务端发送公钥的时候，被中间人劫持了
- 中间人拿到公钥，然后解密取出密钥（对称加密的密钥），中间人用自己的私钥加密了密钥（对称加密的密钥），同时把自己的公钥发送给客户端
- 客户端以为是合法服务端，就照常解密拿出密钥（对称加密的密钥），然后用该密钥加密要传输的数据
- 中间人拿到该加密的数据后，就可以通过之前拿到的密钥进行解密拿到数据，甚至可以篡改数据后加密传输给服务端
- 服务端以为是合法客户端，就照常进行自己的操作
- 整个过程中间人是透明的，但信息泄露和篡改双方都不知道，非常危险
到此，问题就变成了如何解决公钥的信任问题？也就是说如何让客户端拿到真正的公钥？
# CA 证书
为了防止上面那种情况，数字证书就出现了，它其实就是基于上面所说的非对称加密（私钥加密数据，公钥解密）来验证其身份。
数字证书是由权威的 CA（Certificate Authority）机构给服务端进行颁发，CA 机构通过服务端提供的相关信息生成证书，证书内容包含了持有人的相关信息，服务器的公钥，签署者签名信息（数字签名）等，最重要的是公钥在数字证书中。
互联网 PKI 证书体系的结构如下图：
# 问题：数字证书是如何保证公钥来自请求的服务器(合法的服务端)呢？
数字证书上由持有人的相关信息，通过这点可以确定其不是一个中间人；但是证书也是可以伪造的，也就是说持有人的信息也可能是假的
# 问题：如何保证证书为真呢？
一个证书中含有三个部分:"证书内容，散列算法，加密密文"，证书内容会被散列算法 hash 计算出 hash 值，然后使用 CA 机构提供的私钥进行 RSA 加密。
当客户端发起请求时，服务器将该数字证书发送给客户端，客户端通过 CA 机构提供的公钥对加密密文进行解密获得散列值（数字签名），同时将证书内容使用相同的散列算法进行 Hash 得到另一个散列值，比对两个散列值，如果两者相等则说明证书没问题。
# 应用
了解了 CA 认证，我们捋一捋如何让客户端拿到服务端真正的公钥
服务端在发送公钥之前，会先到 CA 认证机构申请数字证书，CA 机构已经用私钥加密数字证书并返回给服务端，该证书包含了服务端的信息，公钥以及签名，然后服务端会将数字证书发送给客户端
这个时候我们假设中间人也获取到了数字证书（数字证书是公开的，可以下载），我们知道，数字证书是很难伪造的，因为一旦证书内容改变，通过散列算法得到 hash 值就会不同，客户端轻易就能判断出这是个假证书，因此中间人攻击就无效了
客户端拿到数字证书会进行验证，包括：
- 证书是否过期;
- 发行服务器证书的 CA 是否可靠;(通过查询浏览器或本机内的 CA 证书)
- 返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名;（通过使用本机或浏览器内置的 CA 公钥进行解密）
- 服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配;
- 验证通过后，将继续进行通信，否则，终止通信;
# 参考
非对称加密与 CA 证书 (opens new window)