非对称加密原理探索
今天阅读https原理的时候，发现它采用了非对称加密的知识，于是去探索了一下非对称加密的基本原理。
非对称加密
在非对称加密算法中，有公钥和私钥两种密钥，其中，公钥是公开的，不需要保密，私钥由个人持有，必须妥善保管和注意保密。加密和解密使用两种不同的密钥，是它得名的原因。
每一个公钥都对应一个私钥。
密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。
如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。
如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。
A与B之间进行通信，如果他们不想通信的内容被他人知道，就可以对通信的内容进行非对称的加密。
比如BC架构中，浏览器与服务器之间进行数据通信，服务器可以将自己的公钥发送给浏览器，浏览器就可以将自己想要发送给服务器的信息利用公钥进行加密，当服务器收到该信息时，利用自己的私钥对信息进行解密就可以获取加密之前的内容，同时保证了其他任何人获取到该信息都无法破解。
同时服务器也可以利用自己的私钥对返回的信息进行加密，浏览器就可以利用服务器发送给自己的公钥进行解密。
公钥认证
数字签名
在公钥加密、解密里面描述的通讯过程看似简单，但想想这个问题：在上述过程中，A怎么知道B在给他的回信在传递过程中，有没有被人修改？这就涉及到数字签名的概念。
要达到这个目的，一般是对信息做一个hash计算得到一个hash值，注意，这个过程是不可逆的，也就是说无法通过hash值得出原来的信息内容。在把信息发送出去时，把这个hash值加密后做为一个签名和信息一起发出去。 接收方在收到信息后，会重新计算信息的hash值，并和信息所附带的hash值(解密后)进行对比，如果一致，就说明信息的内容没有被修改过，因为这里hash计算可以保证不同的内容一定会得到不同的hash值，所以只要内容一被修改，根据信息内容计算的hash值就会变化。当然，不怀好意的人也可以修改信息内容的同时也修改hash值，从而让它们可以相匹配，为了防止这种情况，hash值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送。
下面通过例子来说明这个过程：
B给A回信时，采用了数字签名的方式
1、B先用hash函数，生成信件的摘要(digest)
2、B使用自己的私钥，对这个摘要加密，这样就生成了数字签名(signature)
3、B将这个签名附在要回复的信息后面，一起发给A
4、A收到B的信息后，取下数字签名，并通过B的公钥解密，得到信件的摘要信息
5、A在对B发送的信息本身使用B指定的hash函数，将得到的结果同上一步解密得到的摘要进行对比，如果两者一致，就说明B发过来的信息未被修改过。
问题就这样结束了吗？远没有，试想，虽然A确定了B回给他的信息是未修改过的，但是怎么确定给他回信息的就是B？如果有不怀好意的C把A保存的B的公钥偷偷换成自己的，并冒用B的名义给A发信息呢？
要解决这个问题，A只要能确定自己持有的公钥到底是不是B的就行了，这就需要用到数字证书。
数字证书
数字证书是用来验证公钥所属的用户身份。在日常生活中，如果我们要验证一个人的身份，通常的做法是查看他的身份证。我们信任身份证颁发机构即政府机构的公信力，因此只要验证一个人的身份证不是伪造的，我们就相信这个人的身份和身份证上所描述的是一致的。
数字证书就是一个人或者组织在网络世界中的身份证，其发证机关是证书管理机构(certificate authority,CA)。CA用自己的私钥对用户的身份信息(主要是用户名和该用户的公钥)进行签名，该签名和用户的身份信息一起就形成了证书。
数字证书一般由数字证书认证机构签发，需要
- 申请者通过非对称加密算法（RSA） 生成一对公钥和密钥，然后把需要的申请信息（国家，域名等）连同公钥发送给 证书认证机构（CA）
- CA构确认无误后通过消息摘要算法（MD5，SHA) 生成整个申请信息的摘要签名M， 然后 把 签名M和使用的摘要算法 用 CA自己的私钥 进行加密
构成
- 证书的发布机构（Issuer）
指出是什么机构发布的这个证书，也就是指明这个证书是哪个证书中心（certificate authority，简称CA）发布的的(只是创建证书，不是指证书的使用者)。 - 证书的有效期（Valid from , Valid to）
也就是证书的有效时间，或者说证书的使用期限。 过了有效期限，证书就会作废，不能使用了。 - 公钥 （Public key）
这个我们在前面介绍公钥密码体制时介绍过，公钥是用来对消息进行加密解密的，是很长的一串数字。 - 证书所有者（Subject）
这个证书是发布给谁的，或者说证书的所有者，一般是某个人或者某个公司名称、机构的名称、公司网站的网址等。 - 签名所使用的算法 （Signature algorithm）
指的这个数字证书的数字签名所使用的加密算法，这样就可以使用证书发布机构的证书里面的公钥，根据这个算法对指纹进行解密。指纹的加密结果就是数字签名 - 指纹以及指纹算法 （Thumbprint, Thumbprint algorithm）
这个是用来保证证书的完整性的，也就是说确保证书没有被修改过。 其原理就是在发布证书时，发布者根据指纹算法(一个hash算法)计算整个证书的hash值(指纹)并和证书放在一起，使用者在打开证书时，自己也根据指纹算法计算一下证书的hash值(指纹)，如果和刚开始的值对得上，就说明证书没有被修改过，因为证书的内容被修改后，根据证书的内容计算的出的hash值(指纹)是会变化的。
其实任何个体/组织都可以成为CA（自签证书），但是你发发布的证书客户端是不信任的，也是就前文提及的需要权威。比如 Symantec、Comodo、Godaddy、Digicert。
客户端信任这些CA，就会在其本地保持这些CA的 根证书（root certificate），根证书是CA自己的证书，是证书验证链的开头。根证书没有机构（已经是权威了）再为其做数字签名，所以都是自签证书。
CA会通过 中介证书（intermediate-certificate） 替代根证书的去做服务器端的证书签名，确保根证书密钥绝对不可访问。
证书信任链
前文提到，在向CA 申请证书时是需要 CA的私钥 去对整个证书的签名摘要做非对称加密的，也就是证书是可以通过 CA的公钥 去解密得到证书的签名摘要的。当我们再次用 相同的摘要算法（证书里面有保存所使用的算法）对整个证书做签名，如果得到的签名和证书上的签名是一致的，说明这个证书是可信任的。
同理，中介证书 也是可以被这样的方式证明其可信任。这样的一整个流程称为 信任链（Chain of trust）。
就是我绝对相信你（A>B）；你绝对相信他（B>C）；等于我绝对相信他（A>C）
客户端得到服务端返回的证书，通过读取得到 服务端证书的发布机构（Issuer）
客户端去操作系统查找这个发布机构的的证书，如果是不是根证书就继续递归下去 直到拿到根证书（一般都存储在比较安全的地方，比如框架的源码等地方）。
用 根证书的公钥 去 解密验证 上一层证书的合法性，再拿上一层证书的公钥去验证更上层证书的合法性；递归回溯。
最后验证服务器端的证书是 可信任 的。
RSA原理简介
| 1 | 找出质数 | P 、Q | - |
|---|---|---|---|
| 2 | 计算公共模数 | N = P * Q | - |
| 3 | 欧拉函数 | φ(N) = (P-1)(Q-1) | - |
| 4 | 计算公钥E | 1 < E < φ(N) | E的取值必须是整数 E 和 φ(N) 必须是互质数 |
| 5 | 计算私钥D | E * D % φ(N) = 1 | - |
| 6 | 加密 | C ＝ M E mod N | C：密文 M：明文 |
| 7 | 解密 | M ＝C D mod N | C：密文 M：明文 |
参考文章：