公钥加密算法

公钥体系的原理为:用户A有一对 密钥对,分为 公钥和 私钥,这对密钥对是唯一的,是通过对一个巨大的素数进行因数分解所得。当用公钥 加密过的信息,只能使用与它配对的 私钥来解密,反之亦然,私钥 加密码的信息也只能用公钥来解密。这样,A从认证体系生成 密钥对后,把它的 私钥保存好,把 公钥公开出去,当一个用户B要与A通信,又想确保 数据安全时,就可以使用A的公钥来 加密信息,再把密文传给A,因此这个世界是只有A手中的私钥才能对这个密文进行解密,这样就确保了信息的安全。
事实上,信息 加密码只是 公钥体系的用途之一,它还有一个用途就是对信息进行签名,防此信息发布者抵赖,和被第三方修改。为什么这种机制可以实现这此功能呢?很简单,还是使用了“ 公钥加密,只有 私钥能解;私钥加密,只有公钥能解”的道理。举例:用户A用自已的 私钥对他发出去的信息进行签名( 加密),然后发出去,后来他发现他公开的信息对他不利,他就不承认这些信息是他发的,但是他不可能抵赖了,因为这些信息有他的私钥签名,那么,使用他的 公钥对信息验证就知道,这些信息肯定是A发的了,因为只有A使用的私钥签名得到的信息,才能用这个公钥来解。如果A还认是他发的信息,那只有一个可能,那就是他的 私钥被人盗取了。
下面有一篇形象的文章:

作者:David Youd

翻译:阮一峰

原文网址:http://www.youdzone.com/signature.html

1.

公钥加密算法_第1张图片

鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。

2.

公钥加密算法_第2张图片

鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

3.

公钥加密算法_第3张图片

苏珊给鲍勃写信,写完后用鲍勃的公钥加密,达到保密的效果。

4.

公钥加密算法_第4张图片

鲍勃收信后,用私钥解密,看到信件内容。

5.

公钥加密算法_第5张图片

鲍勃给苏珊回信,写完后用Hash函数,生成信件的摘要(digest)。

6.

公钥加密算法_第6张图片

然后,鲍勃使用私钥,对这个摘要加密,生成"数字签名"(signature)。

7.

公钥加密算法_第7张图片

鲍勃将这个签名,附在信件下面,一起发给苏珊。

8.

公钥加密算法_第8张图片

苏珊收信后,取下数字签名,用鲍勃的公钥解密,得到信件的摘要。由此证明,这封信确实是鲍勃发出的。

9.

公钥加密算法_第9张图片

苏珊再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致,就证明这封信未被修改过。

10.

公钥加密算法_第10张图片

复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊,他偷偷使用了苏珊的电脑,用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。因此,他就可以冒充鲍勃,写信给苏珊。

11.

公钥加密算法_第11张图片

苏珊发现,自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法,要求鲍勃去找"证书中心"(certificate authority,简称CA),为公钥做认证。证书中心用自己的私钥,对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密,生成"数字证书"(Digital Certificate)。

12.

公钥加密算法_第12张图片

鲍勃拿到数字证书以后,就可以放心了。以后再给苏珊写信,只要在签名的同时,再附上数字证书就行了。

13.

公钥加密算法_第13张图片

苏珊收信后,用CA的公钥解开数字证书,就可以拿到鲍勃真实的公钥了,然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

14.

公钥加密算法_第14张图片

下面,我们看一个应用"数字证书"的实例:https协议。这个协议主要用于网页加密。

15.

公钥加密算法_第15张图片

首先,客户端向服务器发出加密请求。

16.

公钥加密算法_第16张图片

服务器用自己的私钥加密网页以后,连同本身的数字证书,一起发送给客户端。

17.

公钥加密算法_第17张图片

客户端(浏览器)的"证书管理器",有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表,查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。

18.

公钥加密算法_第18张图片

如果数字证书记载的网址,与你正在浏览的网址不一致,就说明这张证书可能被冒用,浏览器会发出警告。

19.

公钥加密算法_第19张图片

如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的,浏览器会发出另一种警告。

20.

公钥加密算法_第20张图片

如果数字证书是可靠的,客户端就可以使用证书中的服务器公钥,对信息进行加密,然后与服务器交换加密信息。

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