对称加密和非对称加密

作者：爱塔居

专栏：计算机网络

 

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前言

一、对称加密

二、非对称加密

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前言

既然要保证数据安全，就需要进行“加密”。网络传输中，不再直接传输明文了，而是加密之后的“密文”。加密的方式有很多，但整体上可以分成两大类：对称加密和非对称加密。

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一、对称加密

对称加密就是通过同一个“密钥”，将明文加密成密文，并且也能把密文解密成明文。引用对称加密之后，即使数据被截获，由于黑客不知道密钥是什么，因此就无法解密，不知道请求的内容。

但是，服务器同一时刻是给很多客户端提供服务的，每个人用的密钥必然不同。

数据加密标准DES属于对称密钥密码体制。DES是一种加密分组密码体制。在加密前，先对整个的明文进行分组。每一个组为64位长的二进制数据。然后对每一个64位二进制数据进行加密处理，产生一组64位密文数据。最后将各组密文串接起来，即得到整个的密文。使用的密钥

占有64位（实际密钥长度位56位，外加8位用于奇偶校验。）

DES的机密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的。DES的问题是它的密钥长度。56位长的密钥意味着共有2^56种可能的密钥。这种密文标准在芯片的迅速发展下，不再安全。

服务器就需要维护每个客户端和每个密钥之间的关联关系，很麻烦。比较理想的做法，就是能在客户端和服务端建立连接的时候，双方协商确认这次的密钥是什么。

但是如果直接把密钥明文传输，黑客也会获得密钥。

 因此，密钥的传输需要加密传输，这时又需要密钥的密钥了。

这时，便需要引入非对称加密了。

二、非对称加密

非对称加密要用到两个密钥，一个叫做“公钥”（pub)，一个叫做“私钥”(pri)。

公钥和私钥是配对的，没有规定哪个用来加密，哪个用来解密。最大的缺点就是运算速度非常慢，比对称加密慢得多。

• 通过公钥对明文加密，变成密文
• 通过私钥对密文解密，变成明文

也可以反过来：

• 通过私钥对明文加密，变成密文
• 通过公钥对密文解密，变成明文

通常是公钥加密，私钥解密。

我们可以举一个生活中的例子：

把公钥看作是锁，私钥看作是钥匙。

A想要把重要文件交给B，但是B不在办公室。于是，B给了A一个锁（公钥），让A把文件放在B的柜子里，锁住。而开锁的钥匙，只有B手中有。这期间，无论怎样，坏人只能拿到锁，没有办法开柜子，拿到文件。

客户端是希望把自己的key安全地传给服务器，不被黑客拿到。

客户端和服务器的业务数据传输，仍然是使用对称加密的方式（对称加密速度快，成本低）。只不过，为了保证对称密钥能够安全到达服务器，这才引入非对称密钥，来保护对称密钥。在对称密钥传输完成后，就不用非对称密钥，改用对称密钥了。

 这就真的万无一失了吗？那当然不是。

 

中间人攻击，破解的关键在于让客户端能够信任公钥！！这就需要权威机构了。

 

 如何针对证书进行校验

1.得到初始的签名：客户端使用系统中内置的权威机构的公钥，针对上述证书中的加密签名进行解密，得到了初始的签名。我们的电脑或实际系统里，默认已经安装根证书，根证书里记录了可以信任的CA机构以及公钥。所以黑客是无法在网络中进行截获或者篡改的。

2.计算现在的签名：客户端使用同样的签名计算算法，基于证书的属性重新计算

3.比较两个签名是否相同。如果相同，说明证书中的数据都是未被篡改的原始数据包。如果签名不同，说明证书的数据被篡改过，客户端的浏览器弹框报错。

这个权威机构的作用就是让客户端信任这个公钥是安全的，是服务器给的，而不是被黑客篡改的公钥。黑客也有公钥，可以对签名进行解密，可以进行同样的校验，但不能改公钥！

黑客要篡改公钥，就需要把证书中的服务器的公钥，替换成自己的公钥。黑客需要针对证书的各个属性，重新计算签名，不然就会被客户端发现。计算完的签名，黑客不知道pri2，是无法对签名进行加密的。这也就确保了数字证书的不可伪造性。