加密算法之证书

公钥传输问题？

我们知道，通过用非对称加密对对称加密的密钥进行加密然后在网络中传输，解决了对称加密密钥的不安全传输问题，而非对称加密的公钥是不需要保密的，即可以在网络中传输。那么问题来了，公钥在传输的过程中有没有可能被攻击呢？答案是有的，假设攻击者在传输过程中劫持了发送方发送的公钥，用自己的公钥替代了真正的公钥，那么接收方收到的就是假的公钥，这样在密文传输过程中，接收方用的始终是假的公钥，同时劫持者也可以在网络中解密数据，从而达到攻击目的。

这样便引发了一个问题，如何验证公钥？

如何验证公钥？

发送方对公钥进行签名
发送方将自己的公钥签名后发送出去，接收方收到后用公钥进行签名验证，很明显，这样做也是不可靠的，原因跟上面提到的一样：公钥无法认证。
为此如果引入第三方认证机构（证书颁发机构(CA)）进行中转如何呢？
发送方自己生成密钥对，交由CA签名并发送给接收方
然后将自己的身份信息和公钥发送给CA，CA用自己的公私钥来签名收到公钥信息，然后发送给接收方，同样，这样做也不能避免发送方发送出来的
数据是可靠的，因为中间人可以对公钥进行替换。
申请者向CA发起密钥生成请求，由CA生成密钥并将密钥对发送给申请人，而其他人则需要安装证书才能与申请人进行数据传输
CA生成公钥-私钥对后通过自己的公钥对私钥或者公钥签名后发送给申请人，接收者用CA的公钥验证签名，然后收到数据。这样在整个过程中无论是发送方还是接收方都只需要一次认证即可，而CA的
公钥一般是提前安装在了PC上，所以对于CA的公钥，不存在传输隐患。

注意：用于验证签名的CA公钥，我们称之为根证书。由证书颁发机构颁发，并被预先安装在电脑或者软件中。

证书内容

证书内容如下图：

1. 证书算法： 证书算法指明了使用的签名算法，比如使用SHA-1的RSA或者使用SHA-2的ECDSA，还指明了参数（比如位长度）

2. 颁发者： 证书是谁颁发的

3. 有效期： 为一段时间，指明证书有效期限

4. 主题： 包含证书申请人的身份信息，比如某个人或机构的名字

5. 主题的公钥： 指需要证书保护的公钥，除了公钥本身外，还包含算法和算法参数

6. 签名： 此签名覆盖了证书所有其他的域

注意，每个签名都包含两个公钥算法：一个是受保护的公钥算法，另一个被证书用来签名，且两个算法并无关联

证书申请

命令行生成

参照openssl教程

代码生成(Golang)

package main

import (
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/x509"
    "crypto/x509/pkix"
    "encoding/pem"
    "io/ioutil"
    "math/big"
    mRand "math/rand"
    "net"
    "os"
    "time"
)

func main() {
    //获取根证书
    caBytes, err := ioutil.ReadFile("conf/root.cert")
    if err != nil {
        return
    }
    caBlock, _ := pem.Decode(caBytes)
    rootCert, err := x509.ParseCertificate(caBlock.Bytes)
    if err != nil {
        return
    }

    privateKey, _ := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 1024)
    cert := x509.Certificate{
        SerialNumber: big.NewInt(mRand.Int63()), //证书序列号
        Subject: pkix.Name{ //这里填写证书主题
            Country:            []string{"cn"},
            Organization:       []string{"cn", "company"},
            OrganizationalUnit: []string{"test"},
            Locality:           []string{"Beijing"},
            Province:           []string{"Beijing"},
            StreetAddress:      []string{"ChangAn Street"},
        },
        NotAfter:              time.Now().Add(7 * 24 * time.Hour), //有效期
        NotBefore:             time.Now(),
        BasicConstraintsValid: true, //
        IsCA:                  false,
        EmailAddresses:        []string{"test@gmail.com"},
        IPAddresses:           []net.IP{net.ParseIP("127.0.0.1")},
    }
    //parent如果为自己则表示自签证书，此处表示CA签名的证书，如果是CA签发，则公钥需要是根证书的公钥
    //certBytes, err := x509.CreateCertificate(rand.Reader, &cert, &cert, &privateKey.PublicKey, privateKey)
    certBytes, err := x509.CreateCertificate(rand.Reader, &cert, rootCert, &rootCert.PublicKey, privateKey)
    if err != nil {
        return
    }

    file, err := os.Create("conf/cert.pem")
    if err != nil {
        return
    }
    block := &pem.Block{
        Type:  "CERTIFICATE",
        Bytes: certBytes,
    }
    if err = pem.Encode(file, block); err != nil {
        return
    }
    file.Close()
    block = &pem.Block{
        Type:    "RSA PRIVATE KEY",
        Headers: nil,
        Bytes:   x509.MarshalPKCS1PrivateKey(privateKey),
    }
    file, err = os.Create("conf/private.pem")
    if err = pem.Encode(file, block); err != nil {
        return
    }
    file.Close()
}

引用资料

《维基百科——根证书》

《深入浅出密码学——常用加密技术原理与应用》

《Linux命令大全》

最后

这里只是关于证书的简要介绍，详细了解还需要阅读相关书籍。
原文连接
如有错误，还请指正！
Thanks!
附上代码链接[github.com/pyihe/secret]