如何加密解密？
当我们拿到加密数据后，肯定希望能够解密，因为我们需要当中的数据，跟前面不可逆的加密是不一样的，本篇文章学的是对我们需要的数据进行加密
通常密钥是一串数字或者字符串，类似于规则，告诉明文该如何加密
不同的密钥加密完肯定是不一样的
对称加密（对称密码）
加密用的密钥跟解密用的密钥是同一把
非对称加密（公钥密码）
加密用的密钥跟解密用的密钥不是同一把
对称加密（Symmetric Cryptography）
◼ 在对称加密中，加密、解密时使用的是同一个密钥
◼ 常见的对称加密算法有
DES
3DES
AES
对称加密和非对称加密方法由两部分组成：密钥+加密算法
DES（Data Emcryption Standard）
◼ DES是一种将64bit明文加密成 64bit密文的对称加密算法，密钥长度是56bit
如果加密的数据比较长，它要一段一段来，加密完，再整合拼接在一起
◼ 规格上来说，密钥长度是64bit ，但每隔7bit会设置一个用于错误检查的bit，因此密钥长度实质上是56bit
但加上错误检查的bit，是64bit，总共有8组
◼ 由于DES 每次只能加密64bit的数据，遇到比较大的数据，需要对 DES加密进行迭代（反复）
◼ 目前已经可以在短时间内被破解，所以不建议使用
3DES（Triple Data Encryption Algorithm）
◼ 3DES，将DES重复3次所得到的一种密码算法，也叫做3重DES
三重DES并不是进行三次DES加密（加密 —>加密 —>加密）
而是加密（ Encryption） —>解密（Dencryption ）—>加密（Encryption ）的过程
◼ 目前还被一些银行等机构使用，但处理速度不高，安全性逐渐暴露出问题
3DES
◼ 3个密钥都是不同的，也称为DES-EDE3
◼ 如果所有密钥都使用同一个，则结果与普通的DES是等价的
◼ 如果密钥1、密钥3相同，密钥2不同，称为DES-EDE2
AES（Advanced Encryption Standard）
比BASE64少了一个等号
可以先去解密BASE64，发现是乱码，这个时候就可以判定他是AES加密
◼ 取代DES成为新标准的一种对称加密算法，又称 Rijndael加密法
◼ AES的密钥长度有128、192、256bit三种
密钥越长，破解难度越大
◼ 目前AES，已经逐步取代DES、3DES，成为首选的对称加密算法
◼ 一般来说，我们也不应该去使用任何自制的密码算法，而是应该使用AES
它经过了全世界密码学家所进行的高品质验证工作
这个加密算法是没有问题的，但是跟非对称加密相比，它还是差了点，因为对称加密无法保证密钥在网络传输过程当中不被窃取
先协商好用什么算法，然后再把我的密钥给你，让你对拿到的数据进行解密
接收方只有拿到密钥，才可以对加密的数据进行解密
密钥配送问题
◼ 在使用对称加密时，一定会遇到密钥配送问题
◼ 如果Alice将使用对称加密过的消息发给了Bob
只有将密钥发送给Bob ， Bob才能完成解密
在发送密钥过程中
✓ 可能会被Eve窃取密钥
✓ 最后Eve也能完成解密
因为是在网络当中传输的，密钥有被窃取的风险
如何解决密钥配送问题
◼ 有以下几种解决密钥配送的方法
事先共享密钥（比如私下共享）
密钥分配中心（ Key Distribution Center，简称 KDG）
Diffie-Hellman密钥交换
非对称加密
非对称加密（Asymmetric Cryptography）
A取反，非对称加密
◼ 在非对称加密中，密钥分为加密密钥、解密密钥2种，它们并不是同一个密钥
◼ 加密密钥：一般是公开的，因此该密钥称为公钥（ public key）
谁拿到我的公钥都可以，不存在泄密，就算拿到我的密文我也无所谓
因此，非对称加密也被称为公钥密码（ Public-key Cryptography）
◼ 解密密钥：由消息接收者自己保管的，不能公开，因此也称为私钥（ private key）
谁是接收方谁就生成密钥对，接收方用自己的私钥对密文进行解密
公钥、私钥
◼ 公钥和私钥是一一对应的，不能单独生成
一对公钥和私钥统称为密钥对（ key pair）
◼ 由公钥加密的密文，必须使用与该公钥对应的私钥才能解密
◼ 由私钥加密的密文，必须使用与该私钥对应的公钥才能解密
非对称加密反过来也是可以的，从安全的角度来看，这会导致数据被泄露，因为私钥加密的数据谁都可以解密（公钥是公开的）；从数字签名的角度来看，他是有意义的
从很大的随机数当中挑出一些来，生成一对密钥
A要有B的公钥，B要有A的公钥，双方之间才可以进行加密和解密
解决密钥配送问题
非对称加密，决定了你没有私钥，就是解不了密
◼ 由消息的接收者，生成一对公钥、私钥
◼ 将公钥发给消息的发送者
◼ 消息的发送者使用公钥加密消息
◼ 非对称加密的加密解密速度比对称加密要慢
RSA
◼ 目前使用最广泛的非对称加密算法是RSA
◼ RSA的名字，由它的3位开发者，即 Ron Rivest、 Adi Shamir、 Leonard Adleman的姓氏首字母组成
混合密码系统（Hybrid Cryptosystem）
◼ 对称加密的缺点
不能很好地解决密钥配送问题（密钥会被窃听）
◼ 非对称加密的缺点
加密解密速度比较慢
◼ 混合密码系统：是将对称加密和非对称加密的优势相结合的方法
解决了非对称加密速度慢的问题
并通过非对称加密解决了对称加密的密钥配送问题
◼ 网络上的密码通信所用的SSL/TLS都运用了混合密码系统
混合密码— 加密
◼ 会话密钥（session key）
为本次通信随机生成的临时密钥
作为对称加密的密钥，用于加密消息，提高速度
传输的数据量大，一定是对称加密，非对称加密太复杂了，不适合大数据的加密
◼ 加密步骤（发送消息）
① 首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥
② 生成会话密钥，作为对称加密的密钥，加密消息
③ 用消息接收者的公钥，加密会话密钥
④ 将前2步生成的加密结果，一并发给消息接收者
◼ 发送出去的内容包括
用会话密钥加密的消息（加密方法：对称加密）
用公钥加密的会话密钥（加密方法：非对称加密）
混合密码—解密
◼ 解密步骤（收到消息）
① 消息接收者用自己的私钥解密出会话密钥
② 再用第①步解密出来的会话密钥，解密消息
混合密码—加密解密流程
◼Alice >>>>>>>>Bob
发送过程（加密过程）
① Bob先生成一对公钥、私钥
② Bob把公钥共享给Alice
③ Alice随机生成一个会话密钥（临时密钥）
④ Alice用会话密钥加密需要发送的消息（使用的是对称加密）
⑤ Alice用 Bob的公钥加密会话密钥（使用的是非对称加密）
⑥ Alice把第④、⑤步的加密结果，一并发送给Bob
接收过程（解密过程）
① Bob利用自己的私钥解密会话密钥（使用的是非对称加密算法进行解密）
② Bob利用会话密钥解密发送过来的消息（使用的是对称加密算法进行解密）
想象以下场景
◼ Alice发的内容有可能是被篡改的，或者有人伪装成
Alice发消息，或者就是Alice发的，但她可以否认
◼ 问题来了： Bob如何确定这段消息的真实性？如何识别篡改、伪装、否认？
◼ 解决方案
数字签名
明文传输：数据不敏感的时候，我们用明文传输
数字签名：用来保证可靠性的，不是用来加密的
以下的数字签名讨论建立在明文传输，只想要讨论是谁发的基础上
数字签名
◼ 在数字签名技术中，有以下2种行为
生成签名
✓ 由消息的发送者完成，通过“签名密钥”生成
验证签名
✓ 由消息的接收者完成，通过“验证密钥”验证
◼ 如何能保证这个签名是消息发送者自己签的？
用消息发送者的私钥进行签名
私钥是不公开的，个人持有
数字签名—过程
加密：把一串你看得懂的东西，变成你看不懂的乱七八糟的东西
存在非对称加密的缺点，速度慢（特别是数据大的时候）
数字签名—过程改进
散列值是固定的，而且很短，是消息的唯一标识（相当于ID），所以对散列值加密，跟对消息加密是一样的（可以解决非对称加密慢的问题）
消息生成散列值，签名解密成散列值，然后进行比对，查看数据是否被篡改
数字签名—疑惑
◼ 如果有人篡改了消息内容或签名内容，会是什么结果？
签名验证失败，证明内容被篡改了
◼ 数字签名不能保证机密性？
数字签名的作用不是为了保证机密性，仅仅是为了能够识别内容有没有被篡改
◼ 数字签名的作用
确认消息的完整性
识别消息是否被篡改
防止消息发送人否认
用你的公钥解密的，跟你发送过来的数据单向散列函数加密一模一样，你是无法否认的
非对称加密—公钥、私钥再总结
在非对称加密中，任何人都可以使用公钥进行加密
在数字签名中，任何人都可以使用公钥验证签名
非对称加密—公钥、私钥再总结
◼ 数字签名，其实就是将非对称加密反过来使用
◼ 既然是加密，那肯定是不希望别人知道我的消息，所以只有我才能解密
公钥负责加密，私钥负责解密
◼ 既然是签名，那肯定是不希望有人冒充我发消息，所以只有我才能签名
私钥负责签名，公钥负责验签
公钥的合法性
（从消息加密的角度来看）
◼ 如果遭遇了中间人攻击，那么
公钥将可能是伪造的
签名将可能是伪造的（可以用中间人的私钥进行签名，说成是发送方的）
◼ 如何验证公钥的合法性？
证书
用签名无法解决中间人攻击
归根到底是公钥在互联网中传输造成的问题
证书（Certificate）
◼ 说到证书
首先联想到的是驾驶证、毕业证、英语四六级证等等，都是由权威机构认证的
◼ 密码学中的证书，全称叫公钥证书（Public-key Certificate，PKC），跟驾驶证类似
里面有姓名、邮箱等个人信息，以及此人的公钥
并由认证机构（Certificate Authority，CA）施加数字签名
私钥在CA手上
◼ CA就是能够认定“公钥确实属于此人”并能够生成数字签名的个人或者组织
公钥证书：认证这个公钥是属于你的，防止被别人假冒
有国际性组织、政府设立的组织
有通过提供认证服务来盈利的企业
个人也可以成立认证机构
自己做的证书，一般是没有人会去认的
证书—使用
帮助我们解决中间人攻击的问题
跟CA的网络通道是安全的
能够用CA的公钥来解签，说明这个数字签名是正确的
CA相当于担保
◼ 各大CA的公钥，默认已经内置在浏览器和操作系统中
在安装完浏览器的时候，就已经帮我们弄好了
证书—注册和下载
证书—查看windows已经信任的证书
① Windows键 + R >>> 输入mmc
② 文件 >>> 添加/删除管理单元
③ 证书 >>> 添加 >>> 我的用户账户 >>> 完成 >>> 确定
在其中选择一个证书点进去>>>详细信息，便可以仔细查看
在出现HTTPS之前就有对请求参数进行加密
HTTPS是在传输过程当中进行加密
建立通道，在传输过程当中肯定是安全的，保证传输当中不被人篡改