公钥私钥与数字签名

技术博客 (175) 2023-09-21 09:01:01

英文原文网址:http://www.youdzone.com/signature.html

原文:http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html

最近看到一篇很好的文章分享给大家

首先给大家科普一下什么是公钥私钥:

公钥是与私钥算法一起使用的密钥对的非秘密一半。公钥通常用于加密会话密钥、验证数字签名,或加密可以用相应的私钥解密的数据。公钥和私钥是通过一种算法得到的一个密钥对(即一个公钥和一个私钥),其中的一个向外界公开,称为公钥;另个自己保留,称为私钥。通过这种算法得到的密钥对能保证在世界范围内是唯一的。使用这个密钥对的时候,如果用其中一个密钥加密一段数据,必须用另一个密钥解密。如用公钥加密数据就必须用私钥解密,如果用私钥加密也必须用公钥解密,否则解密将不会成功

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第1张

鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第2张

 鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第3张

苏珊要给鲍勃写一封保密的信。她写完后用鲍勃的公钥加密,就可以达到保密的效果。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第4张

鲍勃收信后,用私钥解密,就看到了信件内容。这里要强调的是,只要鲍勃的私钥不泄露,这封信就是安全的,即使落在别人手里,也无法解密。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第5张

鲍勃给苏珊回信,决定采用"数字签名"。他写完后先用Hash函数,生成信件的摘要(digest)。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第6张公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第6张

然后,鲍勃使用私钥,对这个摘要加密,生成"数字签名"(signature)。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第8张

鲍勃将这个签名,附在信件下面,一起发给苏珊。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第9张

苏珊收信后,取下数字签名,用鲍勃的公钥解密,得到信件的摘要。由此证明,这封信确实是鲍勃发出的。

9、公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第10张

公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第10张

苏珊再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致,就证明这封信未被修改过。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第12张

复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊,他偷偷使用了苏珊的电脑,用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。此时,苏珊实际拥有的是道格的公钥,但是还以为这是鲍勃的公钥。因此,道格就可以冒充鲍勃,用自己的私钥做成"数字签名",写信给苏珊,让苏珊用假的鲍勃公钥进行解密。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第13张

后来,苏珊感觉不对劲,发现自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法,要求鲍勃去找"证书中心"(certificate authority,简称CA),为公钥做认证。证书中心用自己的私钥,对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密,生成"数字证书"(Digital Certificate)。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第14张

鲍勃拿到数字证书以后,就可以放心了。以后再给苏珊写信,只要在签名的同时,再附上数字证书就行了。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第15张

苏珊收信后,用CA的公钥解开数字证书,就可以拿到鲍勃真实的公钥了,然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第16张

下面,我们看一个应用"数字证书"的实例:https协议。这个协议主要用于网页加密。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第17张

首先,客户端向服务器发出加密请求。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第18张

服务器用自己的私钥加密网页以后,连同本身的数字证书,一起发送给客户端。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第19张

客户端(浏览器)的"证书管理器",有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表,查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第20张

如果数字证书记载的网址,与你正在浏览的网址不一致,就说明这张证书可能被冒用,浏览器会发出警告。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第21张

如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的,浏览器会发出另一种警告。

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公钥私钥与数字签名 (https://mushiming.com/) 技术博客 第22张

如果数字证书是可靠的,客户端就可以使用证书中的服务器公钥,对信息进行加密,然后与服务器交换加密信息。

THE END

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