数字证书

主角介绍:Bob and Alice

提起RSA加密算法,公钥和私钥,多数文章都要使用Bob和Alice这两位人物。他们的创造者名叫Rivest,是RSA之父。他为了在避免在描述中使用A和B,就以这两个字母开头,创建一男一女两个角色,就是我们在任何文章上都能看到的Alice和Bob了。这是一些题外话,下面就来进入我们的数字证书入门学习吧。

什么是数字证书

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Bob有两把钥匙,一把叫公钥(public key),一把叫私钥(private key)。

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Bob的公钥可以公开供其他人使用,他只保留自己的私钥。公钥和私钥用来加解密数据,如果使用任意一把来加密数据,那么只有使用另外一把才能解密数据。

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Susan想给Bob写信,她可以使用Bob的公钥将内容加密以后发送给Bob,Bob收到以后,使用私钥解密以便阅读内容。Bob的的其他同事即使截获了Susan发送给Bob的信件,由于没有Bob的私钥,也无法解密,从而确保数据安全。以上就是使用公钥和私钥加解密的过程演示。

多说一句,如果Bob给Susan回信,如何保证数据安全呢?他可以使用Susan的公钥加密消息后发给Susan,Susan使用自己的私钥解密后阅读。所以保护好自己的私钥是多么重要的事情啊。

现在Bob决定给Pat写一份信,信件的内容不用加密,但是要保证Pat收到信件后,能够确认信件的确是Bob发出的,而不是别人冒充Bob发给Pat的,应该如果做呢?

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Bob将信件通过hash软件计算一下,得到一串消息摘要(有的文章也称之为“hash值”)。这一过程能够保证2点:1、过程不可逆。即不能通过消息摘计算出信件的内容。2、消息摘要不会重复。即如果信件有任何改动,再次hash计算出的消息摘要一定不会和改动前的消息摘要一致。

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然后,Bob使用自己的私钥,将消息摘要加密。加密后的结果,我们称之为“数字签名”。现在,Bob就可以将信件连同数字签名一起发给Pat。

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Pat收到信件以后,会做2件事:1、使用Bob的公钥将数字签名解密,如果顺利解密,说明的确是Bob签发的数字签名,不是别人签发的,因为Bob的私钥没有公开。2、Pat使用hash软件对信件再次进行hash计算,和解密数字签名得到的消息摘要对比,如果一致,说明信件没有篡改,确实是Bob发出的。这就是数字签名的过程。它能够确保签名人发出的消息不被篡改,也能证明的确是签名人发出的消息。

ok,一切看上去是那么的完美,使用公钥私钥,即能加解密消息,又可以数字签名。说了那么多,还没有提到文章的主题----数字证书(不要和数字签名搞混了)。

先来做一道CISP的试题:

那类人对单位的信息安全威胁最大:a、高层领导 b、信息主管 c、安全管理员 d、心怀不满的员工

三长一短选最短,三短一长选最长,so答案就是d,也是我们下面引入的主角,Doug,our disgruntled employee。

Doug要欺骗Pat,冒充Bob给Pat写信,他应该怎么做的?既然Bob的公钥是公开的,Doug可以冒充Bob,将他自己的公钥发给Pat,让Pat误认为收到的公钥就是Bob的,然后就可以冒充Bob给Pat发消息了(这里我们只谈理论,不谈具体实现方式)。所以问题的核心就是,如何确保公钥不被冒充?

使用数字证书可以确保公钥不被冒充。数字证书是经过权威机构(CA)认证的公钥,通过查看数字证书,可以知道该证书是由那家权威机构签发的,证书使用人的信息,使用人的公钥。它有以下特点:

1、由专门的机构签发的数字证书才安全有效。

2、签发数字证书是收费的。

3、不会被冒充,安全可信。

4、数字证书有使用期限,过了使用期限,证书变为不可用。CA也可以在试用期内,对证书进行作废操作。

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5、CA的公钥已经集成到操作系统中了。如上图。

生成数字证书的流程的如下:

1、持有人将公钥以及身份信息发送给权威机构。

2、权威机构负责对持有人的身份进行验证,确保公钥和持有人的信息准确无误。

3、权威机构使用自己私钥对持有人公钥进行数字签名,生成数字证书。

4、为了确保证书不被篡改,权威机构对数字证书进行hash计算(指纹算法),生成摘要(指纹),使用自己的私钥对摘要进行数字签名,放到数字证书中。

5、对持有人收费。

附:

几篇好的文章,对我的帮助很大,谢谢作者:

http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html
http://blog.csdn.net/ly131420/article/details/38400583

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