公钥和私钥
公钥和私钥
公钥和私钥是非对称加密（也称为公钥加密）中使用的一对密钥，它们在数据加密和数字签名等方面发挥着关键作用。简单来说，公钥的公开的，谁都能拿到；而私钥是绝对保密的，一般不允许别人知道。但这么说又显的太简单了，公钥和私钥的详细区别如下：
- 公钥（Public Key）：公钥是用来加密的。当某人想要给你发送消息，而又不想让别人知道时，一般会用你的公钥对其信息进行加密，这样只有拥有对应私钥的你才能解密并阅读其中的加密信息。公钥还能用于验证数字签名。如果你想让别人确定这条信息是你发送的，那么可以用你自己的私钥对信息进行签名，别人可以用你的公钥对其验证，如果验证成功，那么就能确定这是你发送的消息。
- 私钥（Private Key）：私钥是用来解密信息的。当别人用你的公钥对信息进行加密时，只有你能够对其解密，因为私钥是唯一的。此外，私钥还能用于数字签名，当使用私钥对一份信息进行签名时，其实是对这份信息的特定表示形式(如信息的哈希值)进行加密，这样接收者就可以使用公钥进行验证签名的有效性。
简单来说，公钥能对数据加密并验证数字签名；私钥能解密信息并创建数字签名。
加密解密
如果有人想要给你发送加密消息，那么他该怎么做呢？
- 首先，他需要拿到你的公钥，因为公钥是公开的，所以他很容易可以拿到
- 然后使用公钥对信息进行加密，得到加密后的密文
- 然后把密文发送给你
- 你再使用私钥对其解密，得到原文
因为私钥只有你自己才有，所有只有你才能够解密这段信息，所以务必保管好自己的私钥。
数字签名
当你收到这份消息的时候，如何判定就是他发送的呢？因为公钥是公开的，任何人都能拿到并加密信息发送给你。这个时候就需要用到数字签名了。
哈希函数
数字签名通常开始于哈希函数，例如MD5，SHA、RIPEMD-160等。哈希函数的特点是能够将任何大小的数据转换为固定长度(如32/64位)的字符串，这个字符串被称为哈希值或摘要。哈希函数的另一个特定是，无论原文发送再微小的改动都能生成一个完全不同的哈希值。
数字签名过程
一般来说，数字签名有以下几个步骤：
- 创建签名：对原文使用哈希函数进行哈希处理，得到哈希值；
- 加密：使用私钥对哈希值进行加密，生成的结果就是数字签名；
- 附加签名：将生成的数据签名附加到原始数据上，随着原文一起发生出去；
- 验证签名：接收方使用发送方的公钥对数字签名进行验证，并得到一个哈希值。如果能验证成功，则证明是发送方发送的消息；
- 验证消息：接着接收方也会对信息进行相同的哈希处理，如果得到的哈希值一致，则证明消息没有被篡改。
证书颁发机构(CA)
上一段讲了如何确定消息是发送方发送的，我们要使用到公钥对数字签名进行验证，那么我们如何确定我们获得的公钥就是对方的公钥呢？毕竟公钥很容易获得。
这个时候就要引入证书颁发机构了，证书颁发机构(Certificate Authority,简称CA)可以理解为网络安全中的"身份验证中心"，类似与网络中的护照官。它的主要任务是为数字通信中的参与者(比如网站、应用程序等)提供数字证书，以确保其身份的真实性、数据传输的保密性和完整性。
证书颁发机构工作原理如下：
- 身份验证：当你想要获取一个数字证书时，你需要向CA申请。CA会通过一系列验证流程来确认你的身份。
- 证书生成：一旦身份得到验证，CA会创建一个数字证书，这个证书包含了你的公钥和一些身份信息，如你的名字、公司名或网站地址。
- 证书签名：为了让别人能够信任这个证书，CA会用自己的私钥对这个证书进行签名。
- 证书分发：你获得的数字证书安装在你的服务器或网站上。当用户访问你的网站时，他们的浏览器会检查这个证书。浏览器已经内置了信任的CA列表，所以它能够验证CA的签名。
- 安全通信：如果证书验证通过，用户的浏览器会相信你的网站是安全的，然后用户会使用网站的公钥对信息进行加密，然后安全的发送到服务器。只有服务器自己的私钥才能解密这些信息。
加密算法
一般来说，目前有两种通用加密算法，对称加密和非对称加密。
对称加密
对称加密，又称为私钥加密。是指加密和解密都使用相同秘钥的加密方法。这种加密方式效率较高，因为算法相对简单，计算速度快，适合大量数据的加密。
非对称加密
非对称加密，就是上面介绍的公钥加密，私钥解密的方式。加密算法复杂，速度较慢，只适合传输重要的数据。
但有时候我们会有传输大量重要数据的时候，这个时候不管是对称加密和非对称加密好像都不太行，要么安全性不高，要么效率太慢。最好是使用安全的对称加密，也就是使用安全的方法把一个密钥传输给对方，这样就能比较安全的使用对称加密了。
HTTPS
以上的办法，其实也需要用到CA颁发的证书。作用流程如下：
- 建立连接：当你在网站上输入一个使用HTTPS的网址时，客户端会向服务器发起一个连接请求。
- 返回数字证书：服务器收到请求后，会返回CA颁发的数字证书，其中包含公钥等信息。
- 证书验证：客户端会验证证书的合法性，包括检查证书颁发机构、有效期等，确认服务器的身份没问题后，获取服务器的公钥。
- 发送对称密钥：客户端会生成对称加密所需的对称密钥(session key)，然后用服务器的公钥加密，发送给服务器。
- 解密信息：服务器收到加密的对称密钥后，会用自己的私钥来解密，这样服务器就获得了对称密钥。
- 建立安全通道：一旦服务器获得对称密钥后，客户端和服务器之间的“安全通道”就建立起来了，之后的所有通信都会 通过这个通道进行对称加密传输，保证传输过程的安全性。
HTTPS通过使用非对称加密来传递对称加密所需的对称密钥，一旦服务器拿到对称密钥之后，接下来的所有通信都会使用对称加密传输，确保了网站和用户之间的信息传输是加密的、安全的。这样，即使信息在传输中被截获，黑客也无法阅读这些信息，因为他们没有用来解密的秘钥。