1.数据传输中的四个问题
- A 向 B 发送的消息，中间可能被 X 偷看，这就是 “窃听”。
- A 向 B 发送消息，这个 B 可能是 X 冒充的，这个就是“假冒”。
- 即便是 B 确实收到 A 的消息，但是这个消息也有可能在中途被 X 更改，这个问题就叫做“篡改”。
- B 从 A 那里得到了消息，但是作为消息发送者的 A 可能对 B 抱有恶意，并时候声称这不是我发的消息，这就是 “事后否认”。
2.应对这 4 个问题
| 问题 | 解决方法 |
|---|---|
| 窃听 | 加密 |
| 假冒 | 消息认证码 or 数字签名 |
| 篡改 | 消息认证码 or 数字签名 |
| 事后否认 | 数字签名 |
3.哈希函数
哈希函数可以把给定的数据转换成固定长度的无规律数值。转换后的无规律数值可以作为
数据摘要应用于各种各样的场景。
哈希函数的六个特征
- 是输出的哈希值数据长度不变。
- 是如果输入的数据相同，那么输出的哈希值也必定相同
- 输入相似的数据并不会导致输出的哈希值也相似。
- 是即使输入的两个数据完全不同，输出的哈希值也有可能是相同的，虽然出现这种情况的概率比较低。这种情况叫作“哈希冲突”。
- 不可能从哈希值反向推算出原本的数据。输入和输出不可逆这一点和加密有很大不同。
- 求哈希值的计算相对容易。
注意，哈希和加密是不一样的，最显著的区别是不可逆。
Hash 算法中 SHa-1， Sha-2 是代表性的算法，其中 SHA-2 应用最广泛
4.共享密钥和公开密钥
加密数据的方法分为两种：
- 共享加密（对称加密）
- 公开加密（非对称加密）
对称加密中遇到的问题，就是 密钥 在传送的过程中，也有可能被窃听，但是非对称加密不存在这个问题。
如何把密钥安全的送出去，这就是 “ 密钥分配问题 ”。要想解决这个问题，就要使用 （1）.密钥交换协议 和（2）.公开密钥加密两种方法
非对称加密：由接收方 B 来生成公开密钥和私有密钥，并将共有密钥发送给 A 实现共有密钥加密的算法中，最广泛的是 RSA 算法。
非对称加密存在的问题
- 有可能有个 X ，通过中途替换公开密钥来窃听数据，这种攻击方法称为 “中间人攻击”。
- 公开加密和解密都比较耗时，所以这种方法不适用于持续发送零碎数据的情况。
应对这两个的方法
- 为了应对第一个问题，就要使用“数字证书”。
- 解决问题2，要用到混合加密（密文用对称加密，密钥用非对称加密）。
5.迪菲 - 赫尔曼密钥交换
迪菲 - 赫尔曼（Diffie-Hellman）密钥交换是一种可以在通信双方之间安全交换密钥的方法。这种方法通过将双方共有的秘密数值隐藏在公开数值相关的运算中，来实现双方之间密钥的安全交换。
6.消息认证码
消息认证码可以实现“认证”和“检测篡改”这两个功能。密文的内容在传输过程中可能会被篡改，这会导致解密后的内容发生变化，从而产生误会。消息认证码就是可以预防这种情况发生的机制。
假设A发送给B的密文在通信过程中被X恶意篡改了，而B收到密文后没有意识到这个问题。
应对这个问题，就要使用消息认证码：
我们可以把MAC想象成是由密钥和密文组成的字符串的“哈希值”。计算MAC的算法有HMAC、OMAC、CMAC等。目前，HMAC的应用最为广泛。
7.数字签名
数字签名不仅可以实现消息认证码的认证和检测篡改功能，还可以预防事后否认问题的发生。由于在消息认证码中使用的是共享密钥加密，所以持有密钥的收信人也有可能是消息的发送者，这样是无法预防事后否认行为的。而数字签名是只有发信人才能生成的，因此使用它就可以确定谁是消息的发送者了。
接收者只能验证签名的正确性，但无法生成数字签名。
签名使用的是公开密钥加密。他和非对称加密相反，非得对称加密中的公钥和私钥，由接收者生成，而数字签名中的加密由发送者生成，并用私钥要加密，用公钥解密。
在公开密钥加密中，用公开密钥加密的数据都可以用私有密钥还原。而本节讲解的数字签名利用的是用私有密钥加密的数据，用公开密钥解密后就能还原这一性质。也就是说，即使密钥的使用顺序不同，运行结果也都是一样的。并不是所有的公开密钥加密都具有这个性质，不过 RSA 加密算法是可以的
8.数字证书
“公开密钥加密”和“数字签名”无法保证公开密钥确实来自信息的发送者。因此，就算公开密钥被第三者恶意替换，接收方也不会注意到。不过，如果使用本节讲解的数字证书，就能保证公开密钥的正确性。