数字签名过程及数字证书

数字签名是什么? 

作者:David Youd 
翻译:阮一峰 
原文网址:http://www.youdzone.com/signature.html 

1.鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。

2.Bob把公钥送给他的朋友们-Pat、Doug、Susan-- 每人一把。

  

3.Susan要给Bob一封保密的信。她写完后用Bob的公钥加密,就可以达到保密的效果。

 

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4.Bob收信后,用私钥解密,就看到了信件内容,这里强调的是,只要Bob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。

 5.Bob 给Susan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)。

 6.然后,Bob使用私钥,对这个摘要(Digest)加密,生成“数字签名”(signature)。

 

7.Bob将这个“数字签名”,附在信件下面,一起发给Susan。(同样,如果Bob 要回复加密信息给Susan,那么Susan先公布自己的公钥给Bob用于加密,Susan 保存自己的私钥用于解密)

即假设两个用户要加密交换数据,双方交换公钥,使用时一方用对方的公钥加密,另一方即可用自己的私钥解密;

8.Susan 收信后,取下“数字签名”,用Bob的公钥解密,得到信件的摘要。由此证明,这封信确实是Bob发出的。

 9.Susan再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的Digest进行对比,如果两者一直,就证明这封信未被修改过。

10.那么复杂的情况出现了,Doug想欺骗Susan,他偷偷使用了Susan的电脑,用自己的公钥换走了Bob的公钥。此时Susan实际拥有的是Doug的公钥,但是自以为是Bob 的公钥。因此,Doug就可以冒充Bob,用自己的私钥做成“数字签名”,写信给Susan,让Susan用假的Bob公钥进行解密

 11.后来,Susan感觉不对劲,发现在即无法确定公钥是否真的属于Bob。她想到了一个办法,要求Bob 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Bob的公钥和一些相关信息一起加密,

     生成:数字证书(Digital Certificate)

12.Bob拿到数字证书以后,就可以放心里。以后再给Susan写信,只要在签名的同时,再附上数字证书就行了

13.Susan收信后,用CA的公钥解开数字证书(Digital Certificate)就可以拿到Bob的真实公钥了,然后就能证明“数字签名(”Signture“)是否真的是Bob签的

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

主要步骤如下:

1.客户端向服务器发出加密请求

 

 2.服务端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

 

 3.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。

 4.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

 5.如果这张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

6.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。

不过,非对称加密(公钥加密)在计算上相当复杂,性能欠佳,远远不比对称加密,so 在一般情况下,往往通过公钥加密来创建临时的对称密钥,亦即会话密钥(一次性用于会话中加密的对称式密钥),

然后才通过对称加密来传输大量、主体的数据。

参考链接:

https://baike.baidu.com/item/%E9%9D%9E%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%8A%A0%E5%AF%86%E7%AE%97%E6%B3%95/1208652 
https://baike.baidu.com/item/%E9%9D%9E%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%8A%A0%E5%AF%86/9874417 
https://zh.wikipedia.org/wiki/Session_key

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