非对称加密及其应用

非对称加密及其应用

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怎么证明你是你？

• 去银行开户

  • 难点：KYC (Know Your Customer)
  • 目的：可证明 + 不可抵赖
  • 方法：人脸识别 + 身份证

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怎么证明你的服务/应用是你的？

• 产商验证快应用

  • 难点：怎么证明你的快应用是你的
  • 目的：可证明、完整性、不可抵赖

• https

  • 难点：通过不可信的网络，建立可信任的连接
  • 目的：可证明、完整性

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方法是什么？

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数学

• RSA 加密算法

  • 互质数相乘容易 5 * 9 = 45
  • 互质数因数分解很难 45: 1，5，3，9，15，和 45
  • 越大的数越难

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• 椭圆曲线加密算法

  • 从起始点做切线，找到切线与曲线相交点很容易
  • 从相交点，找到起始点非常难
  • 传言常规的椭圆曲线加密算法，被美国埋下了漏洞

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密码学

• 非对称加密需要两把钥匙
• 用于其中一把进行加密，只能用另一把进行解密
• 留给自己的叫做私钥，暴露给外界的叫公钥

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演示

• 使用 openssl 生成 keys
• 公钥加密，私钥解密 Demo
• 私钥加密，公钥解密 Demo

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非对称加密

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方案：怎么证明你的快应用是你的？

1. 快应用： 数学 (生成)=> 私钥 + 公钥
2. 快应用： 私钥 + 程序 (非对称加密)=> 加密的快应用

3. 厂商：加密的快应用 + 公钥 (非对称解密)=> 快应用

   • 如果公钥私钥不匹配，解密出来的是乱码

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解决的问题

• 可证明： 你有办法证明，快应用是你的
• 完整性：快应用没有被第三方修改过
• 不可抵赖：快应用被查水表的，产商找你对账，你否认不了

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方案：怎么证明浏览器请求的服务器返回的消息是服务器的？

1. 服务器：数学 (生成)=> 私钥 + 公钥
2. 浏览器：公钥 + 临时通讯密码 (非对称加密)=> 加密的密码
3. 服务端: 私钥 + 加密的密码 (非对称解密)=> 临时通讯密码
4. 服务端：临时通讯密码 + 信息 (对称加密)=> 加密的信息
5. 浏览器： 临时通讯密码 + 加密的信息 (对称解密) => 信息

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解决的问题

• 可证明 服务器有办法证明，response 是他发送的
• 完整性 response 被人修改后，可以查出来

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非对称加密表达式

• Alice

  1. hash: x = hash(data)
  2. send: c(x) and data

• Bob

  1. receive: c(x) and data
  2. verify: d(c(x)) = x = hash(data)

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非对称加密完整流程

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问题

• 产商怎么知道你的快应用公钥是你的？
• 浏览器怎么知道你的服务器的公钥是你的？

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谁能证明？

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Alice 和 Bob 找一个第三方来证明

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• Certificate Authority 数字证书认证机构担任可信的第三方角色
• 对比：电信服务商 担任不可信的第三方角色

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数字签名获取实现(个人推理未验证)

1. Alice: 数学 (生成)=> 公钥 + 私钥
2. Alice : 公钥 (发送)=> CA
3. CA: 公钥 + 信息 (非对称加密)=> 加密的信息1
4. Alice: 私钥 + 加密的信息1 (非对称解密)=> 信息
5. Alice: 私钥 + 信息 (非对称加密) => 加密的信息2
6. CA: 公钥 + 加密的信息2 (非对称解密) => 信息
7. CA: 数学 (生成)=> 公钥2 + 私钥2
8. CA: 公钥2 + 信息(公钥、过期时间等) (非对称加密)=> 数字证书

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简化版获取证书

1. 快应用获取证书
2. CA 的生成算法是公开的，Alice 可以验证 CA 不会保留自己的私钥
3. Alice 的公钥和私钥由 CA 生成，而不是 Alice 自己生成
4. CA 只需给将证书和私钥给 Alice 即可

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思考: CA 如何证明自己是 CA？

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再找个可信的第三方来证明

...

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最后的可信的第三方是操作系统的 CA

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Https 流程

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我的一些错误操作

• 我把快应用的私钥和证书传到了 gitlab 上了
• 两次打包过程中，使用了两个不同的私钥和证书