公钥和私钥 | 易学教程

一直以来对公钥和私钥都理解得不是很透彻，感觉到模棱两可。今天在网上找了半天，通过查看对这个密钥对的理解，总算弄清楚了。
      公钥和私钥就是俗称的不对称加密方式，是从以前的对称加密（使用用户名与密码）方式的提高。用电子邮件的方式说明一下原理。
      使用公钥与私钥的目的就是实现安全的电子邮件，必须实现如下目的：
      1. 我发送给你的内容必须加密，在邮件的传输过程中不能被别人看到。
      2. 必须保证是我发送的邮件，不是别人冒充我的。
      要达到这样的目标必须发送邮件的两人都有公钥和私钥。
      公钥，就是给大家用的，你可以通过电子邮件发布，可以通过网站让别人下载，公钥其实是用来加密/验章用的。私钥，就是自己的，必须非常小心保存，最好加上密码，私钥是用来解密/签章，首先就Key的所有权来说，私钥只有个人拥有。公钥与私钥的作用是：用公钥加密的内容只能用私钥解密，用私钥加密的内容只能用公钥解密。
      比如说，我要给你发送一个加密的邮件。首先，我必须拥有你的公钥，你也必须拥有我的公钥。
      首先，我用你的公钥给这个邮件加密，这样就保证这个邮件不被别人看到，而且保证这个邮件在传送过程中没有被修改。你收到邮件后，用你的私钥就可以解密，就能看到内容。
      其次我用我的私钥给这个邮件加密，发送到你手里后，你可以用我的公钥解密。因为私钥只有我手里有，这样就保证了这个邮件是我发送的。
      当A->B资料时，A会使用B的公钥加密，这样才能确保只有B能解开，否则普罗大众都能解开加密的讯息，就是去了资料的保密性。验证方面则是使用签验章的机制，A传资料给大家时，会以自己的私钥做签章，如此所有收到讯息的人都可以用A的公钥进行验章，便可确认讯息是由 A 发出来的了。

数字证书的原理

数字证书采用公钥体制，即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。每个用户自己设定一把特定的仅为本人所知的私有密钥（私钥），用它进行解密和签名；同时设定一把公共密钥（公钥）并由本人公开，为一组用户所共享，用于加密和验证签名。当发送一份保密文件时，发送方使用接收方的公钥对数据加密，而接收方则使用自己的私钥解密，这样信息就可以安全无误地到达目的地了。通过数字的手段保证加密过程是一个不可逆过程,即只有用私有密钥才能解密. 在公开密钥密码体制中，常用的一种是RSA体制。
用户也可以采用自己的私钥对信息加以处理，由于密钥仅为本人所有，这样就产生了别人无法生成的文件，也就形成了数字签名。采用数字签名，能够确认以下两点：
（1）保证信息是由签名者自己签名发送的，签名者不能否认或难以否认；
（2）保证信息自签发后到收到为止未曾作过任何修改，签发的文件是真实文件。

我的解释：

每个用户都有一对私钥和公钥。
私钥用来进行解密和签名，是给自己用的。
公钥由本人公开，用于加密和验证签名，是给别人用的。

当该用户发送文件时，用私钥签名，别人用他给的公钥解密，可以保证该信息是由他发送的。即数字签名。
当该用户接受文件时，别人用他的公钥加密，他用私钥解密，可以保证该信息只能由他接收到。可以避免被其他人看到。

数字证书

是数字形式的标识，与护照或驾驶员执照十分相似。数字证书是数字凭据，它提供有关实体标识的信息以及其他支持信息。数字证书是由成为证书颁发机构（CA）的权威机构颁发的。由于数字证书有证书权威机构颁发，因此由该权威机构担保证书信息的有效性。此外，数字证书只在特定的时间段内有效。

数字证书包含证书中所标识的实体的公钥（就是说你的证书里有你的公钥），由于证书将公钥与特定的个人匹配，并且该证书的真实性由颁发机构保证（就是说可以让大家相信你的证书是真的），因此，数字证书为如何找到用户的公钥并知道它是否有效这一问题提供了解决方案。

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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：

Bob将他的公开密钥传送给Alice。
Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。
Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。

　Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。

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：

Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。
Alice将签名的文件传送给Bob。
Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。

　Alice使用自己的私钥加密，Bob用Alice的公钥进行解密。

根证书

根证书是CA认证中心给自己颁发的证书,是信任链的起始点。安装根证书意味着对这个CA认证中心的信任。

总结

根据非对称密码学的原理，每个证书持有人都有一对公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由证书持人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。

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。　　

可以这样说，数字证书就是经过CA认证过的公钥，而私钥一般情况都是由证书持有者在自己本地生成的，由证书持有者自己负责保管。具体使用时，签名操作是发送方用私钥进行签名，接受方用发送方证书来验证签名；加密操作则是用接受方的证书进行加密，接受方用自己的私钥进行解密。

SSL
我和我得好朋友x，要进行安全的通信。这种通信可以是QQ聊天，很频繁的。用我的公钥加密数据就不行了，因为：
1，我的好朋友x没有公私钥对，我怎么给他发加密的消息啊？（注：实际情况中，可以双方都有公私钥对）
2，用公私钥加密运算很费时间，很慢，影响QQ效果。

好了，好朋友x，找了一个数字3，用我的公钥1，加密后发给我，说，我们以后就用这个数字来加密信息吧。我解开后，得到了数字3。这样，只有我们两个人知道这个秘密的数字3，别的人都不知道，因为他们既不知x挑了一个什么数字，加密后的内容他们也无法解开，我们把这个秘密的数字叫做会话密钥。

然后，我们选择一种对称密钥算法，比如DES，（对称算法是说，加密过程和解密过程是对称的，用一个密钥加密，可以用同一个密钥解密。使用公私钥的算法是非对称加密算法），来加密我们之间的通信内容。别人因为不知道3是我们的会话密钥，因而无法解密。

我的解释：

数字证书用来使用户找到该授信机构的公钥。

http://kamailio.org/docs/modules/stable/modules/tls.html

MAC

消息鉴别码(Message Authentication Code)也叫密码校验和（cryptographic checksum),鉴别函数的一种.

　　消息鉴别码实现鉴别的原理是,用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识,用这个标识鉴别消息的完整性.使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块,即MAC，并将其加入到消息中,然后传输.接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等.

　　MAC是与明文信息M一同发送给对方，目的方使用事先协商好的密钥K对明文信息M进行完整性认证，由于密钥K仅通信双方知道，所以也可判定消息是由对方发送的（而不是攻击者）。这是MAC与传统单向函数的区别。

　　消息鉴别码（MAC）仅仅认证消息M的完整性（不会被篡改）和可靠性（不会是虚假的消息或伪造的消息），并不负责信息M是否被安全传输。之所以要放弃信息的保密性（使用公钥加密私钥签名的对称密码协议可以很好的保证信息M的保密性、完整性和可靠性），是因为在某些场合（政府部门公告、网络管理通知等）并不需要对信息进行加密；或者是有些场合（例如广播信息等）需要长时间传输大量信息。由于MAC函数是单向函数，因此对明文M进行摘要计算的时间远比使用对称算法或公开密钥算法对明文加密的时间要小。

　　例如：A要给B发信，A将明文M使用Hash算法进行摘要提取，提取结果为Hash(M)，之后用A的私钥对摘要进行签名 SA[Hash(M)],之后将M（当然M可以使用对称算法加密）和SA[Hash(M)]一同发给B。其中SA[Hash(M)]便可称之为消息鉴别码（MAC）。

转自：http://www.cnblogs.com/my_life/articles/2106009.html