通信安全：哈希、加密、证书、签名、密钥协商、ECDH、TLS、DTLS

SSL是一个安全协议，它提供使用 TCP/IP 的通信应用程序间的隐私与完整性。因特网的 超文本传输协议（>

在客户端与服务器间传输的数据是通过使用对称算法（如 DES 或 RC4）进行加密的。公用密钥算法（通常为 RSA）是用来获得加密密钥交换和数字签名的，此算法使用服务器的SSL数字证书中的公用密钥。有了服务器的SSL数字证书，客户端也可以验证服务器的身份。SSL 协议的版本 1 和 2 只提供服务器认证。版本 3 添加了客户端认证，此认证同时需要客户端和服务器的数字证书。

非对称加密

那么什么是SSL使它对在线安全如此重要？应该探索的一个方面称为非对称加密。当您访问网站时，浏览器会与网站建立连接。目标是在站点和浏览器之间的任何数据流之前确定SSL证书是否有效。所有这一切发生得如此之快，以至于您没有发现延迟。

换句话说，连接的加密是在您看到任何内容之前确定的。如果出现问题，浏览器会阻止您进入您的轨道并让您有机会从网站迁移。

什么是非对称加密很重要？它使用私钥和公钥。公钥加密数据，而私有密钥解密数据。只有在两个键确定功能后才能继续。

对称加密

那么对称加密呢？这对验证SSL证书的过程也很重要。在安全会话建立后，一旦浏览器和站点相互通信，这就是保持连接的原因。

由于使用了这种类型的加密，会话密钥能够加密和解密数据。你看到的是来回的数据流畅，仍然是安全的。

他们如何共同合作形成SSL

将非对称加密视为检查，确认和验证浏览器和网站可以通信的手段。从某种意义上说，它会检查SSL证书并确保通信安全。从那里开始，对称加密接管并允许通信流动不减，直到一方或另一方结束对话。

深入挖掘：RSA和ECC

当您了解有关SSL和加密的更多信息时，您可能会听到两个术语。其中之一称为RSA加密。

这个名字基于提出这种加密理念的三个人：Rivest，Shamir和Adelman。它侧重于公钥加密，并且只要使用浏览器连接网站，就会使用特定的数学公式生成两个大的素数。素数在任何时候都是保密的，最终导致公钥和私钥的发展。一旦完成该过程，就不再需要两个素数。

这是浏览器和站点之间“握手”的另一层保护。与一般的加密一样，它发生得如此之快，以至于您没有时间看到它发生。它做的是保持连接安全。

您还将听到ECC加密。这代表Elliptic Curve Cryptography。它已经使用了十多年，通常被认为比SSL的其他方面更复杂。它是如何参与建立连接的验证过程的。

与RSA一样，ECC也是关于评估和确定站点与浏览器之间的连接是安全可靠的。一旦验证，就会有来回沟通的基础。将其视为防止第三方闯入用户与您访问的网站之间的对话的另一种方式。

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。

常用的有：DES、AES

非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。

常用的有：RSA

（1） 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥，所以速度快，但由于需要将密钥在网络传输，所以安全性不高。

（2） 非对称加密使用了一对密钥，公钥与私钥，所以安全性高，但加密与解密速度慢。

（3） 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是非对称密钥密码系统，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。

公钥私钥的原则：

非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的，下面我就详细讲解一下两者的区别。

比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

上面的过程可以用下图表示，Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。

身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。

还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此Alice只要使用公钥密码学对文件签名发送 给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身 份认证的过程如下：

上面的过程可以用下图表示，Alice使用自己的私钥加密，Bob用Alice的公钥进行解密。

DES是Data Encryption Standard（数据加密标准）的缩写，DES算法为密码体制中的对称密码体制。它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准，二十年来，它一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。同时DES也是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法。它的密匙长度是56位（因为每个第8位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56位的数，而且可以任意时候改变。其中有极少量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。所以保密性依赖于密钥。
特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。 DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间。

DES现在已经不视为一种安全的加密算法，因为它使用的56位秘钥过短，以现代计算能力，24小时内即可能被破解。也有一些分析报告提出了该算法的理论上的弱点，虽然实际情况未必出现。该标准在最近已经被 高级加密标准 （AES）所取代。

高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的 DES ，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

AES的区块长度固定为128 位元 ，密钥长度则可以是128，192或256位元。

RSA加密算法是一种 非对称加密算法 。在 公钥加密标准 和 电子商业 中RSA被广泛使用。RSA是 1977年 由 罗纳德·李维斯特 （Ron Rivest）、 阿迪·萨莫尔 （Adi Shamir）和 伦纳德·阿德曼 （Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在 麻省理工学院 工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA算法利用两个很大的质数相乘所产生的乘积来加密。这两个质数无论哪一个先与原文件编码相乘，对文件加密，均可由另一个质数再相乘来解密。但要用一个 质数来求出另一个质数，则是十分困难的。因此将这一对质数称为密钥对(Key Pair)。在加密应用时，某个用户总是将一个密钥公开，让需发信的人员将信息用其公共密钥加密后发给该用户，而一旦信息加密后，只有用该用户一个人知道 的私用密钥才能解密。具有数字凭证身份的人员的公共密钥可在网上查到，亦可在请对方发信息时主动将公共密钥传给对方，这样保证在Internet上传输信 息的保密和安全。

开发中：

客户端发送的敏感数据时需要加密处理，客户端数据采用公钥加密，服务器用对应的秘钥解密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器发送的数据也要加密时，服务器端数据采用秘钥加密，客户端数据用对应的公钥加密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器要认证客户端时，客户端数据采用秘钥加密，服务器用对应的公钥解密，客户端保留秘钥，服务器保留公钥

常用加解密方案：

如果想要更加安全一点，可以在仿照微信的通信，每次都在传输数据上加上一个32为随机数和并将数据按照一定的规则生成一个校验sign

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