一、两种基本加密方式

1.1 对称加密

        对称加密是指双方持有相同的密钥进行通信，加密速度快。常见的对称加密算法有DES、3DES、AES等。存在问题：通信双方如何获得相同的密钥？

1.2 非对称加密

        非对称加密，又称为公开密钥加密，是为了解决对称加密中的安全问题而诞生，一个称为公开密钥(public key)，即公钥，另一个称为私钥(private key)，即私钥。相对于对称加密来说，其加密速度很慢。

• 公钥(public key)是对外开放的，私钥(private key)是自己拥有的。
• 公钥(public key)加密的数据，只能用私钥(private key)解密。
• 私钥(private key)加密的数据，只能用公钥(public key)解密。

二、如何使用两种基本加密方式保证数据安全

2.1 数据安全的类型

        现在信息传输中，需要保证三类数据传输安全：

        a. 数据的保密性：即保证数据即使被窃听，hacker也无法获取信息内容；

        b. 数据的完整性：即保证数据不会中途被hacker修改

        c. 身份认证：即保证接收的数据来源可信，不是hacker冒充发送的。

2.2 数据保密性 

        解决方法：对称加密+非对称加密

        为保证数据的保密性，可以使用对称加密或非对称加密。使用对称加密，速度相对非对称加密很快，但是存在一个安全问题，密钥如何传递？

        由此通用的方法是使用非对称加密+对称加密来完成，即用非对称加密方式传输对称加密的密钥，利用对称密钥进行数据传输。具体过程为：客户端使用公钥对对称加密的密钥进行加密，然后传递给服务端，服务端使用私钥进行解密确认密钥。两端开始对称加密的传输数据。

2.3 数据完整性

        解决方法：散列算法+非对称加密

        数据传输的途中，数据有可能被第三方劫持篡改。为了防止这种情况的通用方法是使用散列算法如SHA1，MD5等。使用散列算法将传输内容hash一次获得hash值（即摘要）。客户端使用服务端的公钥对摘要和信息内容进行加密，然后传输给服务端，服务端使用私钥进行解密获得原始内容和摘要值，这时服务端使用相同的hash算法对原始内容进行hash，然后与摘要值比对，如果一致，说明信息是完整的。

2.4 身份识别（数字签名）

        解决方案：证书（私钥公用）

        为了保证数据安全性，在接收到数据后，接收方需要验证数据的发送方的身份。通用方法是把发送端的公钥发送给接收端，发送端通过把自己的内容使用私钥加密然后发送给接收端，接收端只能用发送端的公钥解密，自然就验证了发送端的身份。

 进阶思考：

        在保证数据保密性、完整性、来源确定的时候，都需要互相持有对方的公钥。为保证数据保密性，数据发送方要有接收方的公钥；为保证完整性，数据发送方要有接收方的公钥；身份识别的时候，数据接收方要有发送方的公钥。

        这就引出一个问题，这个公钥要如何传输到对方的手中？如果在传输公钥的过程中，公钥被劫持，第三方就能伪造一对公私钥，在接收方这里伪装发送方，在发送方这里伪装接收方。为了避免这种情况，引出数字证书。

三、数字证书

3.1 数字证书的作用与内容

        数字证书是由权威容的CA（Certificate Authority）机构颁发给服务端（数据发送方）。CA机构通过服务端（发送方）提供的相关信息生成证书，证书内容包含了持有人的相关信息，服务器的公钥，签署者签名信息（数字签名，即用私钥加密，保证这个信息真的来自签署者）等。

        但是证书也是可以伪造的，如何保证证书为真呢？

        一个证书中含有三个部分:"证书内容，散列算法，加密密文"。证书内容会被散列算法hash计算出hash值，然后使用CA机构提供的私钥进行RSA加密。过程如下图：

当客户端（接收方）发起请求，要客户端（发送端）的公钥的时候，服务器将该数字证书发送给客户端，客户端通过CA机构提供的公钥对加密密文进行解密获得散列值（数字签名），同时将证书内容使用相同的散列算法进行Hash得到另一个散列值，比对两个散列值，如果两者相等则说明证书没问题。

3.2 数字证书分类

一些常见的数字证书类型：

• X.509#DER 二进制格式证书，常用后缀.cer .crt
• X.509#PEM 文本格式证书，常用后缀.pem
• 有的证书内容是只包含公钥（服务器的公钥），如.crt、.cer、.pem
• 有的证书既包含公钥又包含私钥（服务器的私钥），如.pfx、.p12