公钥、私钥和证书

骑猪看日落 2024-04-17 06:00 84阅读 0赞

理解公钥和私钥首先要区分**加密**和**认证**这两个概念！

**加密和认证**  
加密是将数据资料加密，使别人即使获取加密数据，也无法获取正确的资料内容，重点在于数据的安全性。  
认证是是确定数据的真实发送方，使别人无法伪造或冒充，重点在于用户的真实性。

**公钥和私钥**  
公钥和私钥通常称非对称加密(又称 不对称加密)  
使用公钥和私钥的目的是为了安全的数据传输，必须实现如下目的:

*  发送方将数据加密，在数据传输过程中不能被别人看到真实数据内容
 *  接收方能确定数据是发送方发送的数据，不是别人冒充。

**首先解释公钥和私钥的意义和作用：**

*  公钥：是公布出去给别人用的，可以被很多人获取。用来加密和验签
 *  私钥：只能自己持有，并且不可以被其他人知道，用来解密和签名

公钥和私钥的作用：公钥加密私钥解密数据，私钥加密公钥解密。

公钥和私钥有以下原则：（密钥包括公钥和私钥）

*  一个公钥对应一个私钥
 *  密钥对中，让大家都知道的是公钥，自己知道是私钥
 *  如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才能解密
 *  如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然由对应密钥进行加密

要达到数据安全传输的目的，必须发送方和接收方都持有对方的公钥和自己私钥，即任意一方持有自己的私钥和对方的公钥。

*  为了数据的安全性，A需要使用B的公钥来给数据加密，这样只有B的私钥才可以解密数据，这样保证了数据的安全性，这是数字签名。
 *  为了保证数据发送方的真实性，A需要使用自己的私钥来个数据加密，这样其他人用A的公钥进行解密，由于只有A私钥加密的数据，A的公钥才能解密，所以他人用A的公钥若能解密此数据，则证实数据是由A发送的，若不能解密，则证明数据不是用A的私钥加密，即不是A发送的，这样保证了送法的真实性。

**证书：**  
证书是为公钥做认证，为了使公钥真实可信，防止他人伪造公钥；证书颁发 机构（证书中心CA）会用自己的私钥对用户的公钥和相关信息进行加密，生成”数字证书“，然后证书中心会公布自己的公钥给所有人，用来让用户使用此公钥验证”数字证书“是否由CA颁发，即是否真实可信，产生证书的场景：  
A给B发信息：

1.  首先A用Hash函数对要发送的数据实体生成摘要(digest),这个过程是不可逆。
2.  A使用自己的私钥对这个**摘要**进行加密，生成数字签名(signature)，并将此签名连同要发送的数据实体一起发送给B.
3.  B收到A发送过的数据后，首先用A的公钥数字签名进行解密，得到摘要，从而证明数据确实来自A,因为只有A有私钥。
4.  B再对接收到的数据实体进行Hash函数，如果得到的结果和上一步摘要一致，则证明数据实体没有被篡改过。

如上，如果C偷偷将B持有的A公钥换成自己的公钥，而B不知道公钥已被替换，那么以后C就可以使用冒充A给B发送信息，而B相信此信息来自A。  
为了解决这一问题，需要对B持有的A公钥做认证，从而确定此公钥确实是A的公钥，而不是其他人篡改过的！而认证机构必须是第三方可信赖的机构，就是CA，由此发送过程就变成如下：  
A发给B数据的时候，除了要发送签名和数据实体，还要发送CA颁发的证书。  
B接收到A发送过来的数据后，首先用CA的公钥区解密证书，如果能解，表明这个证书里的信息可信赖，从而得到证书里A的公钥，然后B再用到后的公钥去做下一步动作。

**注意：**  
以上前提必须是CA是可信赖的，CA证书是不可伪造的！  
上边A给B发送数据只实现了身份确认，数据未被修改过，但是没有保证数据是安全的，即数据传输的过程中可以被第三人看到数据内容，要想实现安全的数据传输，A还要做进一步工作，即用B的公钥给数据加密，这样只有B才可以解密，从而保证了数据的安全性。

**由上再次总结：**  
证书分为公钥证书和私钥证书，每个人的公钥，私钥证书不一样，但是肯定是一一对应的。  
加密技术：公钥证书加密，私钥证书解密  
签名技术：私钥证书加密，公钥证书解密  
对于一方来说，持有对方公钥（即证书，因为公钥放在证书里），就可以验证对方身份，并且保证发送给对方数据的安全性。对方对己方要想做到这一点，则要持有己方的公钥，即：  
加密和签名技术相结合才能实现，机密性，完整性，不可否认性。  
证书是未了保证密钥的真实性！没有证书，谈不上非对称加密。