转载 公钥、私钥、证书的基本概念和使用

转载http://blog.csdn.net/sealyao/article/details/5761747

本文章参考了

http://www.cnblogs.com/jimshen/archive/2009/11/09/1599347.html

http://blog.csdn.net/allwtg/archive/2009/12/09/4969543.aspx

公钥和私钥的概念

在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是公开密钥算法（也叫非对称算法、双钥算法）”，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。

证书的概念

数字证书则是由证书认证机构（CA）对证书申请者真实身份验证之后，用CA的根证书对申请人的一些基本信息以及申请人的公钥进行签名（相当于加盖发证书机 构的公章）后形成的一个数字文件。CA完成签发证书后，会将证书发布在CA的证书库（目录服务器）中，任何人都可以查询和下载，因此数字证书和公钥一样是公开的。实际上，数字证书就是经过CA认证过的公钥。

原则：

    1、一个公钥对应一个私钥。

    2、密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。

    3、如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。

    4、如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。

    5、非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的

 

基于公开密钥的加密过程

比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

    1、Bob将他的公开密钥传送给Alice。

    2、Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。

    3、Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。

基于公开密钥的认证过程

身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此 Alice只要使用公钥密码学对文件签名发送给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身份认证的过程如下：

    1、Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。

    2、Alice将签名的文件传送给Bob。

    3、Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。

公钥、私钥、证书的生成

    1、一个HTTPS服务器首先创建他自己的密钥对（key pair），包含公钥和私钥。

    2、通过网络把他的公钥送到CA中心，公钥中包含了个人鉴别信息（他的名字、地址、所用设备的序列号等等）。

    3、CA中心创建并签署一个包含公钥及个人信息的证书，从而保证密钥的确实性。

    4、使用该证书的人可以通过检验CA中心的签名（检验CA签名需要CA的公钥）来验证证书的确实性。

公钥、私钥、证书的使用

在HTTPS协议的握手阶段是公钥、私钥、证书的典型使用场景。HTTPS握手的典型时序图如下：

 

上图中实线部分是必须的，虚线部分是可选的。该流程完成了两个任务：服务器身份的验证、加密传输对称加密密钥。

1、client hello和 server hello表示双方要建立一个加密会话。

2、服务器把数字证书传输给客户端，证书中包含服务器公钥，客户端用公钥解析证书中的数字签名，可以验证服务器的身份。

3、Server Hello Done表示hello 流程结束。

4、客户端生成一个对称加密密钥，用于实际数据的加密传输，并用服务器的公钥加密，把对生成的密钥传递给服务器。同时携带一个用刚刚生成的加密密钥加密的“client finished”。

5、服务器收到对称加密密钥，并尝试用该密钥解密加密字段，如能得到明文“client finished”，认为该密钥有效，可以用于之后的数据加密传输。同时用该密钥加密“server finished”，传递给客户端。

6、客户端用对称机密密钥解密，如能得到明文“server finished”，客户端认为该服务器已经正确的接收到对称密钥。

7、加密数据传输开始。

虚线部分是服务器端要求验证客户身份。