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【漫画】https 加密那点事

2018-10-25 10:02 帅地

来自:苦逼的码农(微信号:di201805)

作者:帅地

个人简介:一个热爱编程的在校生,我的世界不只有coding,还有writing。目前维护订阅号「苦逼的码农」,专注于写「算法与数据结构」,「Java」,「计算机网络」。



背景

不知道从哪天开始,一禅也陷入了编程这条道路.....






对称加密



在每次发送真实数据之前,服务器先生成一把密钥,然后先把密钥传输给客户端。之后服务器给客户端发送真实数据的时候,会用这把密钥对数据进行加密,客户端收到加密数据之后,用刚才收到的密钥进行解密。如图:



当然,如果客户端要给服务器发送数据,也是采用这把密钥来加密,这里为了方便,我采用单方向传输的形式





那万一密钥在传输的过程中被别人截取了怎么吧?

例如:


假如服务器用明文的方式传输密钥给客户端,然后密钥被中间人给捕获了,那么在之后服务器和客户端的加密传输过程中,中间人也可以用他捕获的密钥进行解密。这样的话,加密的数据在中间人看来和明文没啥两样。







非对称加密


这种方法就是,让客户端和服务器都拥有两把钥匙,一把钥匙是公开的(全世界知道都没关系),我们称之为公钥;另一把钥匙则是保密的(只有自己本人才知道),我们称之为私钥。这且,用公钥加密的数据,只有对应的私钥才能解密;用私钥加密的数据,只有对应的公钥才能解密。


这样,服务器在给客户端传输数据的过程中,可以用客户端明文给他的公钥进行加密,然后客户端收到后,再用自己的私钥进行解密。客户端给服务器发送数据的时候也一样采取这样的方式。这样就能保持数据的安全传输了。画个图理解一下:









处理方式就是结合 对称加密+非对称加密这两种方式,我们可以用非对称加密的方式来传输对称加密过程中的密钥,之后我们就可以采取对称加密的方式来传输数据了。具体是这样子的:


服务器用明文的方式给客户端发送自己的公钥,客户端收到公钥之后,会生成一把密钥(对称加密用的),然后用服务器的公钥对这把密钥进行加密,之后再把密钥传输给服务器,服务器收到之后进行解密,最后服务器就可以安全着得到这把密钥了,而客户端也有同样一把密钥,他们就可以进行对称加密了。





例如:


服务器以明文的方式给客户端传输公钥的时候,中间人截取了这把属于服务器的公钥,并且把中间人自己的公钥冒充服务器的公钥传输给了客户端。


之后客户端就会用中间人的公钥来加密自己生成的密钥。然后把被加密的密钥传输给服务器,这个时候中间人又把密钥给截取了,中间人用自己的私钥对这把被加密的密钥进行解密,解密后中间人就可以获得这把密钥了。


最后中间人再对这把密钥用刚才服务器的公钥进行加密,再发给服务器。如图:



毫无疑问,在这个过程中,中间人获取了对称加密中的密钥,在之后服务器和客户端的对称加密传输中,这些加密的数据对中间人来说,和明文没啥区别。








数字证书登场


在刚才的讲解中,我们知道,之所以非对称加密会不安全,是因为客户端不知道这把公钥是否是服务器的,因此,我们需要找到一种策略来证明这把公钥就是服务器的,而不是别人冒充的。


解决这个问题的方式就是使用数字证书,具体是这样的:


我们需要找到一个拥有公信力、大家都认可的认证中心(CA)


服务器在给客户端传输公钥的过程中,会把公钥以及服务器的个人信息通过Hash算法生成信息摘要。如图



为了防止信息摘要被人调换,服务器还会用CA提供的私钥对信息摘要进行加密来形成数字签名。如图:



并且,最后还会把原来没Hash算法之前的个人信息以及公钥 和 数字签名合并在一起,形成数字证书。如图



当客户端拿到这份数字证书之后,就会用CA提供的公钥来对数字证书里面的数字签名进行解密来得到信息摘要,然后对数字证书里服务器的公钥以及个人信息进行Hash得到另外一份信息摘要。最后把两份信息摘要进行对比,如果一样,则证明这个人是服务器,否则就不是。如图:



这样,就可以保证服务器的公钥安全着交给客户端了。




其实,(有些)服务器一开始就向认证中心申请了这些证书了(有没有看过没有证书的网站在地址栏会被标出警告?),而客户端是,也会内置这些证书。如图:



当客户端收到服务器传输过来的数据数字证书时,就会在内置的证书列表里,查看是否有解开该数字证书的公钥,如果有则...,如果没有则....





希望通过这种漫文的方式,能够让你更加轻松的读懂某些知识。


END



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