对称/非对称加密、数字签名、证书
对称/非对称加密、数字签名、证书
本文主要介绍对称/非对称加密、数字签名、证书的概述与优缺点等，相关HTTPS的中的实现可查看应用层协议：HTTPS协议
一、对称加密
概述
对称密钥算法也可以称为私钥加密、共享密钥加密，是密码学中的一类加密算法。顾名思义，这种加密方式用相同的密钥进行加密和解密。
应用
常见的对称加密算法有AES、ChaCha20、3DES、Salsa20、DES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6、Camellia。
优缺点
优点：对称加密的速度比非对称加密快很多，在很多场合都需要对称加密。
缺点：一切对称加密算法的软肋在于密钥的配送。加密和解密用同一个密钥，发送方必须设法把密钥发送给接收方。如果窃听者有能力窃取密文，肯定也可以窃取密钥，那么再无懈可击的算法依然不攻自破。存在密钥配送问题。
二、非对称加密
概述
非对称式加密也称公开密钥密码学，是密码学的一种算法，它需要两个密钥，一个是公开密钥，另一个是私有密钥；公钥用作加密，私钥则用作解密。使用公钥把明文加密后所得的密文，只能用相对应的私钥才能解密并得到原本的明文。由于加密和解密需要两个不同的密钥，故被称为非对称加密；不同于加密和解密都使用同一个密钥的对称加密。公钥可以公开，可任意向外发布；私钥不可以公开，必须由用户自行严格秘密保管，绝不透过任何途径向任何人提供，也不会透露给被信任的要通信的另一方。也就是私钥是钥匙，而公钥是锁，可以把锁公开出去，让别人把数据锁起来发给我；而钥匙一定要留在自己手里，用于解锁。
应用
常见的公钥加密算法有：RSA、ElGamal、Rabin（RSA的特例）、DSA、ECDSA。使用最广泛的是RSA算法（由发明者Rivest、Shmir和Adleman姓氏首字母缩写而来）是著名的公开秘钥加密算法。
优缺点
优点：一定程度上解决密钥配送的问题
缺点：非对称加密算法也无法确定通信双方的身份，依然会遭到中间人攻击。非对称加密解决了加密安全的问题，但是数据的加密安全只是数据安全的一个方面，数据的真实性同样非常重要。经常可以看到这样的案例，骗子在同学参加四、六级考试的时候，给同学的家长打电话或发短信，声称自己是学校的辅导员，并表示同学病重急需用钱，要求家长汇钱，同学家长汇钱给骗子而遭受巨大损失的情况。这就是数据/信息真实性没有得到足够验证而产生的问题。
三、数字签名
概述
如果某一用户使用他的私钥加密明文，任何人都可以用该用户的公钥解密密文；由于私钥只由该用户自己持有，故可以肯定该文件必定出自于该用户；公众可以验证该用户发布的数据或文件是否完整、中途有否曾被篡改，接收者可信赖这些数据、文件确实来自于该用户，这被称作数字签名
数字签名的作用本来就不是保证数据的机密性，而是证明你的身份，证明这些数据确实是由你本人发出的。
优缺点
优点：数字签名可以一定程度上认证数据的来源。
缺点：无法鉴别别人给你的公钥是不是对的。会不会有中间人冒充，发给你一个它的公钥。
四、公钥证书
概述
证书其实就是公钥 + 签名，由第三方认证机构颁发。引入可信任的第三方，是终结信任循环的一种可行方案。
应用
证书认证的流程大致如下：
1、Bob 去可信任的认证机构证实本人真实身份，并提供自己的公钥。
2、Alice 想跟 Bob 通信，首先向认证机构请求 Bob 的公钥，认证机构会把一张证书（Bob 的公钥以及对其公钥的签名）发送给 Alice。
3、Alice 检查签名，确定该公钥确实由这家认证机构发送，中途未被篡改。
4、Alice 通过这个公钥加密数据，开始和 Bob 通信。
PS：以上只是为了说明，证书只需要安装一次，并不需要每次都向认证机构请求；一般是服务器直接给客户端发送证书，而不是认证机构。
优缺点
优点：有效避免了沟通过程中的信息泄露，成功规避了传统的中间人攻击；
缺点：任何人都可以申请证书，导致存在很多不正规的认证机构证书，这些不正规证书很可能造成安全隐患。