密码学基础知识及fabric中的PKI

常用的密码学 --------参考文档

	散列函数(也称哈希函数)算法	对称加密算法	非对称加密算法
	MD5，SHA	DES，3DES，AES	RSA，DSA，ECC（椭圆加密算法）

ECC优势是可以使用更短的密钥，来实现与RSA相当或更高的安全

一，(散列算法）Hash 算法

散列算法(Hash Algorithm)，又称哈希算法，杂凑算法。以关键码值K为自变量，通过一定的函数关系h(K)(称为散列函数)，计算出对应的函数值来，把这个值解释为结点的存储地址，将结点存入到此存储单元中。检索时，用同样的方法计算地址，然后到相应的单元里去取要找的结点

对不同的关键字可能得到同一散列地址，即key1≠key2，而f(key1)=f(key2)，这种现象称碰撞。

*散列算法总结

特点	常用Hash函数	Hash有哪些流行的算法
正向快速；逆向困难；输入敏感；冲突避免	直接取余法；乘法取整法；平方取中法	MD5，SHA

二、对称加密算法

DES ：安全性不高
3DES：3DES因密钥长度变长，安全性有所提高，但其处理速度不高
AES：AES较于3DES速度更快、安全性更高

分组密码

分组密码（block cipher）：是每次只能处理特定长度的一块数据的一类密码算法，这里的“一块”就称为分组（block）。一个分组的比特数就称为分组长度（block lenght）。例如 DES和3DES的分组长度都是64比特。AES的分组长度为128比特。

流密码（stream cipher）：是对数据流进行连续处理的一类密码算法。流密码中一般以1比特、8比特、或32比特等为单位进行加密和解密。

迭代的方法就称为分组密码的模式（mode）
ECB模式：Electronic CodeBook mode（电子密码模式）
CBC模式：Cipher Block Chaining mode（密码分组链接模式）
CFB模式：Cipher FeedBack mode（密文反馈模式）
OFB模式：Output FeedBack mode（输出反馈模式）
CTR模式：CounTeR mode（计数器模式

三、非对称加密算法

公钥密码( public-key cryptography)，又称为非对称密码，密钥分为加密密钥和解密密钥两种。发送者用加密密钥对消息进行加密，接收者用解密密钥对密文进行解密。
加密密钥和解密密钥的区别：
发送者只需要加密密钥
接收者只需要解密密钥
解密密钥不可以被窃听者获取
加密密钥被窃听者获取也没问题
解密密钥从一开始就是由接收者自己保管的，因此只要将加密密钥发给发送者就可以解决密钥配送问题了，而根本不需要配送解密密钥。

*公钥通信流程
我们还是假设Alice要给Bob发送一条消息，Alice是发送者，Bob 是接收者，而这次窃听者Eve依然能够窃听到他们之间的通信内容。

公钥通信流程.png

中间人攻击虽然不能破译RSA,但却是一种针对机密性的有效攻击。所谓中间人攻击，就是主动攻击者Mallory混入发送者和接收者的中间，对发送者伪装成接收者，对接收者伪装成发送者的攻击方式，在这里，Mallory就是“中间人”。

中间人攻击.png

要防御中间人攻击，还需要一种手段来确认所收到的公钥是否真的属于Bob,这种手段称为认证。在这种情况下，我们可以使用公钥的证书。

------数字签名

四、数字签名

公钥密码机制
公钥密码包括一个由公钥和私钥组成的密钥对，其中公钥用于加密，私钥用于解密。用公钥加密所得到的密文只有用与之对应的私钥才能正确解密。
数字签名
数字签名中也同样会使用公钥和私钥组成的密钥对，不过这两个密钥的用法和公钥密码是相反的，即用私钥加密相当于生成签名，而用公钥解密则相当于验证签名。

数字签名的方法
1）直接对消息签名

Alice需要事先生成一个包括公钥和私钥的密钥对，而需要验证签名的Bob则需要得到Alice的公钥。在此基础上，签名和验证的过程如下：

签名和验证过程

2）对消息的散列值签名

先用单向散列函数求出消息的散列值，然后再将散列值进行加密(对散列值签名)就可以了。

应用

1，网站应用 ---浏览器里面的锁
2，代码签名 ---可执行文件里面的数字证书。
根证书可以被轻易添加或者修改，

五，PKI公钥基础设施---双密钥对（加解密，签名密钥对）

公钥证书:公钥:用户的基本信息+
认证机构( Certification Authority. Certifying Authority, CA )施加数字签名
公钥基础设施( Public-Key Infrastructure)是为了能够更有效地运用公钥而制定的一系列规范和规格的总称。公钥基础设施( Public-Key Infrastructure)是为了能够更有效地运用公钥而制定的一系列规范和规格的总称。

PKI的组成要素主要有以下3个

用户一使用PKI的人

认证机构一颁发证书的人

仓库一保存证书的数据库
由于PKI中用户和认证机构不仅限于“人”(也有可能是计算机)，因此我们可以给他们起一个特殊的名字，叫作实体( entitiy)。实体就是进行证书和密钥相关处理的行为主体。

六、Hyperledger Fabric 中CA的权限认证

IBM 微课堂HyperLedger Fabric 的隐私和安全