公钥私钥

在【加密】这种场景下,公钥用来加密,私钥用来解密


公钥的英文是public key,所以可以被别人知道,Bob用Alice的公钥对消息进行加密,并把加密之后的消息传回给Alice;私钥的英文是private key,Alice应该保存好与这个公钥相对应的私钥,不能被别人知道,当Alice收到Bob发来的加密过的消息后,通过手里的私钥对其进行解密。

只有私钥可以解密,而公钥不可以,所以即使公钥被窃听者Eve知道也没有关系。

公钥和私钥之间有非常严谨的数学关系,大概就是基于大质数不太好分解balabala,然后也有个非常严谨的公式可以加密解密balabala,好吧其实是我也不太懂,反正就是这个意思感受一下就好。


好的,在理解了上述过程之后,我们来说说【签名】这个场景。

签名是对上述过程的反向应用,即在此场景下,用私钥进行“加密”,而公钥进行“解密”,这种说法是使题主头晕的原因,所以更清晰的说法是:在此场景下,用私钥进行“签名”,用公钥进行“认证”

因为私钥只有Alice自己知道,所以用私钥对消息进行签名后,只有与之对应的公钥才能对这个签过名的消息进行认证,而公钥又是任何人都可以获取的,所以通过这个过程可以知道该消息确实是属于Alice的。

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机构颁发的数字证书内容主要有两个:数字签名和服务器公钥

这里的服务器公钥是什么呢,比如我注册了一个www.abc.com 这个域名,我想别人用https也能访问,就得去找个机构给我做一个签名证书,我需要自己用服务器生成一个公密钥,然后给这个机构做证书,这里的服务器公钥就是我们自己用服务器生成的

证书签名机构如何生成证书

在https请求中,我们会先请求目标服务器给我们他们的证书让我们验证一下,这个验证过程是怎么样的呢

这样就能保证这个证书是我们所信任的权威机构颁发的

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数字签名和数字证书原理

1. 鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。

数字签名和数字证书使用原理

 

2. 鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

数字签名和数字证书使用原理

 

3. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

4. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

5. 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)。

数字签名和数字证书使用原理

 

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

数字签名和数字证书使用原理

 

7. 鲍勃将这个签名,附在信件下面,一起发给苏珊。

数字签名和数字证书使用原理

 

8. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

9. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

10. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

11. 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)。

数字签名和数字证书使用原理

 

12. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

13. 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。

数字签名和数字证书使用原理

应用

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。

 

1. 首先,客户端向服务器发出加密请求。

数字签名和数字证书使用原理

 

2. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

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。

数字签名和数字证书使用原理

 

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。

数字签名和数字证书使用原理

 

5. 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。

数字签名和数字证书使用原理

 

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。

数字签名和数字证书使用原理

数字签名和数字证书使用原理

### 公钥私钥的概念 公钥(Public Key)是一种加密技术中的开放密钥,通常用于加密数据或将身份验证信息传递给第三方。它的主要特点是任何人都可以获得并使用它来加密信息[^1]。由于其公开性质,公钥不需要像传统密钥那样严格保护。 相比之下,私钥(Private Key)是一个高度敏感的秘密密钥,仅由特定实体持有并保管。它是用来解密那些用对应公钥加密的信息的关键工具[^3]。为了确保通信的安全性和隐私性,私钥必须妥善保存,防止泄露给未经授权的人员。 ### 使用方法 在实际应用中,如果Alice希望向Bob发送一条安全消息,则可以采用如下方式: - Bob会事先生成一对匹配的公钥私钥,并将他的公钥分享出去。 - Alice利用此公钥对她的原始消息进行加密处理后再传输给Bob。 - 接收端的Bob凭借自己持有的唯一对应的私钥解开这条经过加密的消息内容[^2]。 这种机制不仅保障了信息传送过程中的安全性,还能够实现数字签名等功能以确认发件人的真实性。 另外需要注意的是,在某些场景下也可以反向操作——即先用私钥加密再用公钥解密,这主要用于证明某条信息确实来源于声称的那个主体,因为只有真正的源才能提供相应的私钥来进行初始阶段的操作[^3]。 ```python from Crypto.PublicKey import RSA from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP # 生成密钥对实例化对象 key = RSA.generate(2048) # 获取私钥字符串形式表达 private_key_string = key.export_key() # 导出公钥作为外部可见版本 public_key_string = key.publickey().export_key() message = b'Hello, this is a secret message!' rsa_public_key = RSA.import_key(public_key_string) cipher = PKCS1_OAEP.new(rsa_public_key) encrypted_message = cipher.encrypt(message) print(f"Encrypted Message: {encrypted_message}") ``` 以上代码片段展示了如何基于Python库创建RSA类型的公私钥对以及执行基本的数据加密流程。
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