一、前言
本系列文章旨在温习计算机网络中心常识，进一步夯实根底，为今后 参与物联网、音视频、直播、即时通讯等范畴的项目做必定的常识储藏。
文章列表:
- 01-计算机网络中心常识|计算机网络通识【计算机网络性能指标、网络协议分层的几种办法、OSI七层模型概念通识】
- 02-计算机网络中心常识|【建立调试环境、新建Java项目、计算机通讯根底、计算机衔接办法、集线器/网桥/交换机/路由器】
- 03-计算机网络中心常识|【MAC地址、IP地址的组成、IP地址的分类、CIDR、子网掩码、超网】
- 04-计算机网络中心常识|【 静态路由、动态路由、数据包的传输、ISP、服务器机房、网络分类、家用无线路由器、公网IP、
- 05-计算机网络中心常识|物理层/数据链路层【模拟信号&&数字信号、数据链路层】
- 06-计算机网络中心常识|网络层【IP数据包Packet、网络协议、Checksum、源IP地址和目标IP地址、ping】
- 07-计算机网络协议中心常识|【传输层-UDP】
- 08-计算机网络协议中心常识|【传输层-TCP之牢靠传输】
- 09-计算机网络中心常识|传输层TCP2【流量控制原理、拥塞控制:slow start、congestion avoidance、快速重传、快速恢复】
- 10-计算机网络协议中心常识|【传输层-TCP衔接】
- 11-计算机网络协议中心常识|【 应用层】
- 12-计算机网络中心常识|【Cookie、Session(概念、生命周期、有效期、浏览器的要求等)、跨域(概念、 同源策略、跨域处理方
- 13-计算机网络协议中心常识|【 署理/CDN/网络安全】
- 14-计算机网络协议中心常识|【(非)对称加密/数字签名/证书】
- 15-计算机网络协议中心常识|【HTTPS】
- 16-计算机网络中心常识|HTTPS协议【HTTP2、HTTP3】 很多开发人员经常听说加解密，但对其间原理不太了解，本文首要重视常用的加密原理。
二、对称加密
在对称加密中（也叫对称暗码），加密宽和密运用的是同一个密钥。
常见的对称加密算法：
- DES
- 3DES
- AES
2.1. DES（Data Encryption Standard）
DES是一种将64bit明文加密成64bit密文的对称加密算法，密钥长度是56bit。
标准上来说，密钥长度是64bit，但每隔7bit会设置一个用于错误检查的bit，因而密钥长度实质上是56bit。由于DES每次只能加密64bit的数据，遇到比较大的数据，需求对DES加密进行迭代（反复）。现在现已能够在短时间内被破解，所以不建议运用。
2.2. 3DES（Triple Data Encryption Algorithm）
3DES，是将DES重复3次所得到的的一种暗码算法，也叫做3重DES。
三重DES并不是进行三次DES加密（加密 -> 加密 -> 加密），而是加密 -> 解密 -> 加密的进程。现在还被一些银行等组织运用，但处理速度不高，安全性逐渐露出出问题。
3个密钥都是不同的，也称为DES-EDE3。EDE是Encryption Decryption Encryption的缩写。
假如所有密钥都运用同一个，则成果与一般的DES是等价的。
假如密钥1、密钥3相同，密钥2不同，称为DES-EDE2。
2.3. AES（Advanced Encryption Standard）
AES是替代DES成为新标准的一种对称加密算法，又称为Rijndael加密法（算法发明人叫做Rijndael）。
AES的密钥长度有128、192、256bit三种。现在AES现已逐渐替代DES、3DES，成为首选的对称加密算法。
一般来说，我们也不应该去运用任何自制的暗码算法，而是应该运用AES。因为它经过了全世界暗码学家所进行的高品质验证作业。
2.4. 密钥配送问题
在运用对称加密时，必定会遇到密钥配送问题。
假如Alice将运用对称加密过的音讯发给了Bob，只要将密钥发送给Bob，Bob才干完结解密。在发送密钥进程中，可能会被Eve盗取密钥，最后Eve也能完结解密。
怎么处理密钥配送问题？ 有以下几种处理密钥配送的办法：
- 事前同享密钥（比如暗里同享）
- 密钥分配中心（Key Distribution Center，简称KDC）
- Diffie-Hellman密钥交换
- 非对称加密
三、非对称加密
在非对称加密（Asymmetric Cryptography）中，密钥分为加密密钥、解密密钥2种，它们并不是同一个密钥。
加密密钥：一般是揭露的，因而该密钥称为公钥（public key）。因而，非对称加密也被称为公钥暗码（Public-key Cryptography）。
解密密钥：由音讯接收者自己保管的，不能揭露，因而也称为私钥（private key）。
3.1. 公钥和私钥
公钥和私钥是一一对应的，不能单独生成。一对公钥和私钥统称为密钥对（key pair）。
由公钥加密的密文，有必要运用与该公钥对应的私钥才干解密。
由私钥加密的密文，有必要运用与该私钥对应的公钥才干解密。
因为非对称加密算法愈加杂乱（安全），所以加密解密速度会比较慢（效率低）。相反而言，对称加密简单（不安全），所以加密解密速度更快（效率高）。
3.2. 处理密钥配送问题
由音讯的接收者生成一对公钥和私钥。将公钥发给音讯的发送者，音讯的发送者运用公钥加密音讯。
3.3. RSA
RSA的名字由它的3位开发者姓氏首字母组成（Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman），也是现在运用最广泛的非对称加密算法。
3.4. 混合暗码体系（Hybrid Cryptosystem）
对称加密的缺陷：不能很好地处理密钥配送问题（密钥会被盗取）。
非对称加密的缺陷：加密解密速度比较慢。
混合暗码体系：是将对称加密和非对称加密的优势相结合的办法。处理了非对称加密速度慢的问题，并经过非对称加密处理了对称加密的密钥配送问题。
网络上的暗码通讯所用的SSL/TLS都运用了混合暗码体系。
3.4.1. 混合暗码-加密
会话密钥（session key）：
- 为本次通讯随机生成的临时密钥
- 作为对称加密的密钥，用于加密音讯，提高速度
加密进程（发送音讯）：
- 首先，音讯发送者要具有音讯接收者的公钥
- 生成会话密钥，作为对称加密的密钥，加密音讯
- 用音讯接收者的公钥，加密会话密钥
- 将前2步生成的加密成果，同时发给音讯接收者
发送出去的内容包括：
- 用会话密钥加密的音讯（加密办法：对称加密）
- 用公钥加密的会话密钥（加密办法：非对称加密）
3.4.2. 混合暗码-解密
解密进程（收到音讯）：
- 音讯接收者用自己的私钥解密出会话密钥
- 再用第一步解密出来的会话密钥解密音讯
3.4.2. 混合暗码-加密解密流程
场景：Alice发送音讯给Bob。
发送进程（加密进程）：
- Bob先生成一对公钥和私钥
- Bob把公钥同享给Alice
- Alice随机生成一个会话密钥（临时密钥）
- Alice用会话密钥加密需求发送的音讯（运用的是对称加密）
- Alice用Bob的公钥加密会话密钥（运用的是非对称加密）
- Alice把第4、5步的加密成果同时发送给Bob
接收进程（解密进程）：
- Bob运用自己的私钥解密会话密钥（运用的是非对称加密算法进行解密）
- Bob运用会话密钥解密发送过来的音讯（运用的是对称加密算法进行解密）
四、数字签名
例如，Alice发送内容给Bob（明文）。Alice发的内容有可能是被篡改的，或许有人假装成Alice发音讯，或许便是Alice发的，但她能够否认。
问题来了：Bob怎么确定这段音讯的真实性？怎么识别篡改、假装、否认？
处理方案：数字签名。
4.1. 数字签名进程
在数字签名技术中，有以下2种行为：
- 生成签名
- 由音讯的发送者完结，经过“签名密钥”生成
- 验证签名
- 由音讯的接收者完结，经过“验证密钥”验证
怎么能确保这个签名是音讯发送者自己签的？用音讯发送者的私钥进行签名。
签名进程：
由于非对称加密速度比较慢，当音讯体量比较大时效率就会下降，所以能够运用单向散列函数对其进程进行改进（对散列值进行加密解密，然后比较散列值）：
音讯发送者生成密钥对是为了防止密钥被篡改。音讯接收者生成密钥对是不想音讯被其他人看到。
- 假如有人篡改了音讯内容或签名内容，会是什么成果？
- 签名验证失利，证明内容被篡改了。
- 数字签名不能确保机密性？
- 数字签名的效果不是为了确保机密性，只是是为了能够识别内容有没有被篡改。
- 数字签名的效果
- 承认音讯的完整性
- 识别音讯是否被篡改
- 防止音讯发送人否认
4.2. 非对称加密和数字签名对比
在非对称加密中，任何人都能够运用公钥进行加密。
在数字签名中，任何人都能够运用公钥验证签名。
数字签名，其实便是将非对称加密反过来运用。
非对称加密：既然是加密，那肯定是不希望别人知道我的音讯，所以只要我才干解密。公钥担任加密，私钥担任解密。
数字签名：既然是签名，肯定是不希望有人冒充我发音讯，所以只要我才干签名。 私钥担任签名，公钥担任验签。
4.3. 公钥的合法性
假如遭遇了中间人攻击，那么公钥将可能是假造的。
对称加密无法确保密钥的安全，后面有了非对称加密。但是非对称加密也有公钥被盗取的危险（混合加密和签名也是一样的，只要有传输公钥这一进程，就会有盗取危险），所以怎么才干验证公钥的合法性呢？运用证书。
五、证书
说到证书，首先联想到的是驾驶证、毕业证、英语四六级证等，这些都是由权威组织认证的。
暗码学中的证书，全程叫公钥证书（Public-key Certificate，PKC），跟驾驶证类似，里边有名字、邮箱等个人信息，以及此人的公钥。并由认证组织（Certificate Authority，CA）进行数字签名。
CA便是能够确定“公钥的确属于此人”并能够生成数字签名的个人或许安排。
CA能够是有国际性的安排、政府设立的安排、经过供给认证服务来盈利的企业，个人也能够成立认证组织。
5.1. 注册和下载
5.2. 证书的运用
第4步和第5步只要被篡改，就会认证失利。因为证书签名始终都是环绕CA认证组织验证的。
各大CA的公钥，默许现已内置在浏览器和操作体系中。
5.3. 检查证书
5.3.1. Windows
-
Windows + R-> 输入mmc - 文件 -> 增加/删去办理单元
- 证书 -> 增加 -> 我的用户账户 -> 完结 -> 确定
5.3.2. Mac
Mac体系的证书统一在钥匙串中办理。
