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iOS 常用的加密算法和网络安全问题的了解

iOS中的加密算法

对称加密算法AES算法

AES加密算法涉及4种操作:字节替代(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)和轮密钥加(AddRoundKey)。下图给出了AES加解密的流程,从图中可以看出:

1)解密算法的每一步分别对应加密算法的逆操作

2)加解密所有操作的顺序正好是相反的

正是由于这几点(再加上加密算法与解密算法每步的操作互逆)保证了算法的正确性。加解密中每轮的密钥分别由种子密钥经过密钥扩展算法得到。算法中16字节的明文、密文和轮子密钥都以一个4x4的矩阵表示。


www.cnblogs.com/luop/p/4334…

RSA算法(非对称加密算法)

RSA密码体制是一种公钥密码体制,公钥公开,私钥保密,它的加密解密算法是公开的。 由公钥加密的内容可以并且只能由私钥进行解密,并且由私钥加密的内容可以并且只能由公钥进行解密。也就是说,RSA的这一对公钥、私钥都可以用来加密和解密,并且一方加密的内容可以由并且只能由对方进行解密。

对称加密算法:

1)甲方选择某一种加密规则,对信息进行加密;
2)乙方使用同一种规则,对信息进行解密。

问题出现在哪? 保存和传递密钥,就成了最头疼的问题。

非对称加密算法

1)乙方生成两把密钥(公钥和私钥)。公钥是公开的,任何人都可以获得,私钥则是保密的。
2)甲方获取乙方的公钥,然后用它对信息加密。
3)乙方得到加密后的信息,用私钥解密。
4)甲方同样可以通过公钥去解密私钥加密过的数据。
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RSA算法原理

简单说一下常用的非对称加密算法 RSA 的数学原理,理解简单的数学原理,就可以理解非对称加密是怎么做到的,为什么会是安全的:

1. 选两个质数 p 和 q,相乘得出一个大整数n,例如 p = 61,q = 53,n = p*q = 3233
2. 选 1-n 间的随便一个质数e,例如 e = 17
3. 经过一系列数学公式,算出一个数字 d,满足:
a.通过 n 和 e 这两个数据一组数据进行数学运算后,可以通过 n 和 d 去反解运算,反过来也可以。
b.如果只知道 n 和 e,要推导出 d,需要知道 p 和 q,也就是要需要把 n 因数分解。

上述的 (n,e) 这两个数据在一起就是公钥,(n,d) 这两个数据就是私钥,满足用私钥加密,公钥解密,或反过来公钥加密,私钥解密,也满足在只暴露公钥 (只知道 n 和 e)的情况下,要推导出私钥 (n,d),需要把大整数 n 因数分解。目前因数分解只能靠暴力穷举,而 n 数字越大,越难以用穷举计算出因数 p 和 q,也就越安全,当 n 大到二进制 1024 位或 2048 位时,以目前技术要破解几乎不可能,所以非常安全。
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具体计算可以详读这两篇文章:RSA 算法原理

RSA算法的使用

签名和加密

我们说加密,是指对某个内容加密,加密后的内容还可以通过解密进行还原。 比如我们把一封邮件进行加密,加密后的内容在网络上进行传输,接收者在收到后,通过解密可以还原邮件的真实内容。

签名就是在信息的后面再加上一段内容,可以证明信息没有被修改过,怎么样可以达到这个效果呢?

一般是对信息做一个hash计算得到一个hash值,注意,这个过程是不可逆的,也就是说无法通过hash值得出原来的信息内容。在把信息发送出去时,把这个hash值加密后做为一个签名和信息一起发出去。 接收方在收到信息后,会重新计算信息的hash值,并和信息所附带的hash值(解密后)进行对比,如果一致,就说明信息的内容没有被修改过,因为这里hash计算可以保证不同的内容一定会得到不同的hash值,所以只要内容一被修改,根据信息内容计算的hash值就会变化。当然,不怀好意的人也可以修改信息内容的同时也修改hash复制代码

iOS中的使用

https最为直观。 我们再AFNetworking中可以看到RSA的应用


SecKeyEncrypt:使用公钥对数据进行加密
SecKeyDecrypt:使用私钥对数据进行解密
SecKeyRawVerify:使用公钥对数字签名和数据进行验证,以确认该数据的来源合法性。
SecKeyRawSign:使用私钥对数据进行摘要并生成数字签名

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MD5算法

MD5消息摘要算法,属Hash算法一类。MD5算法对输入任意长度的消息进行运行,产生一个128位的消息摘要。MD5已经广泛使用在为文件传输提供一定的可靠性方面。例如,服务器预先提供一个MD5校验和,用户下载完文件以后,用MD5算法计算下载文件的MD5校验和,然后通过检查这两个校验和是否一致,就能判断下载的文件是否出错。

算法原理

MD5以512位分组来处理输入的信息,且每一分组又被划分为16个32位子分组,经过了一系列的处理后,算法的输出由四个32位分组组成,将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值
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算法用途

1、防止被篡改

比如发送一个电子文档,发送前,我先得到MD5的输出结果a。然后在对方收到电子文档后,对方也得到一个MD5的输出结果b。如果a与b一样就代表中途未被篡改。

比如我提供文件下载,为了防止不法分子在安装程序中添加木马,我可以在网站上公布由安装文件得到的MD5输出结果。

SVN在检测文件是否在CheckOut后被修改过,也是用到了MD5。

2、防止直接看到明文

现在很多网站在数据库存储用户的密码的时候都是存储用户密码的MD5值。这样就算不法分子得到数据库的用户密码的MD5值,也无法知道用户的密码(其实这样是不安全的,后面我会提到)。

经加密后存储在文件系统中。当用户登录的时候,系统把用户输入的密码计算成MD5值,然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较,进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤,系统在并不知道用户密码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这不但可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的用户知道,而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。)

3、数字签名

这需要一个第三方认证机构。例如A写了一个文件,认证机构对此文件用MD5算法产生摘要信息并做好记录。若以后A说这文件不是他写的,权威机构只需对此文件重新产生摘要信息,然后跟记录在册的摘要信息进行比对,相同的话,就证明是A写的了。这就是所谓的“数字签名”。

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在iOS中的使用

字符串加密:

NSString *message = @"测试加盐MD5加密";
const char *cStr = [message UTF8String];
unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
CC_MD5(cStr, strlen(cStr), result);

NSString *md5 = [NSString stringWithFormat:@"%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X",result[0],result[1],result[2],result[3],result[4],result[5],result[6],result[7],result[8],result[9],result[10],result[11],result[12],result[13],result[14],result[15]];

NSLog(md5);

文件MD5之类的 百度一下就有了
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Base64算法

Base64编码原理

如下Base64的索引表,字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个可打印字符。数值代表字符的索引,这个是标准Base64协议规定的,不能更改。64个字符用6个bit位就可以全部表示,一个字节有8个bit 位,剩下两个bit就浪费掉了,这样就不得不牺牲一部分空间了。这里需要弄明白的就是一个Base64字符是8个bit,但是有效部分只有右边的6个 bit,左边两个永远是0。


那么怎么用6个有效bit来表示传统字符的8个bit呢?8和6的最小公倍数 是24,也就是说3个传统字节可以由4个Base64字符来表示,保证有效位数是一样的,这样就多了1/3的字节数来弥补Base64只有6个有效bit 的不足。你也可以说用两个Base64字符也能表示一个传统字符,但是采用最小公倍数的方案其实是最减少浪费的。结合下边的图比较容易理解。Man是三个 字符,一共24个有效bit,只好用4个Base64字符来凑齐24个有效位。红框表示的是对应的Base64,6个有效位转化成相应的索引值再对应 Base64字符表,查出"Man"对应的Base64字符是"TWFU"。说到这里有个原则不知道你发现了没有,要转换成Base64的最小单位就是三个字节,对一个字符串来说每次都是三个字节三个字节的转换,对应的是Base64的四个字节。这个搞清楚了其实就差不多了。



但是转换到最后你发现不够三个字节了怎么办呢?愿望终于实现了,我们可以用两 个Base64来表示一个字符或用三个Base64表示两个字符,像下图的A对应的第二个Base64的二进制位只有两个,把后边的四个补0就是了。所以 A对应的Base64字符就是QQ。上边已经说过了,原则是Base64字符的最小单位是四个字符一组,那这才两个字 符,后边补两个"="吧。其实不用"="也不耽误解码,之所以用"=",可能是考虑到多段编码后的Base64字符串拼起来也不会引起混淆。由此可见 Base64字符串只可能最后出现一个或两个"=",中间是不可能出现"="的。下图中字符"BC"的编码过程也是一样的。


说起Base64编码可能有些奇怪,因为大多数的编码都是由字符转化成二进制的过程,而从二进制转成字符的过程称为解码。而Base64的概念就恰好反了,由二进制转到字符称为编码,由字符到二进制称为解码。

Base64编码主要用在传输、存储、表示二进制等领域,还可以用来加密,但是这种加密比较简单,只是一眼看上去不知道什么内容罢了,当然也可以对Base64的字符序列进行定制来进行加密。

Base64编码是从二进制到字符的过程,像一些中文字符用不同的编码转为二 进制时,产生的二进制是不一样的,所以最终产生的Base64字符也不一样。例如"上网"对应utf-8格式的Base64编码是"5LiK572R", 对应GB2312格式的Base64编码是"yc/N+A=="。

开发中的安全通信流程

模拟客户服务器安全通信过程的演变

第一回合:

客户和服务器之间通信

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户:你好,我是服务器

客户 -> 服务器:???

//因为消息是在网络上传输的,有人可以冒充自己是“服务器”来向客户发送信息。例如上面的消息可以被“黑客”截获如下:

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户:你好,我是服务器

// “黑客” 在 “客户” 和 “服务器”之间的某个路由器上截获 “客户” 发给服务器的信息,然后自己冒充 “服务器”

客户 -> 黑客 :你好       

黑客 -> 客户:你好,我是服务器

第一回合 “客户” 在接到消息后,并不能肯定这个消息就是由 “服务器” 发出的,某些 “黑客” 也可以冒充“服务器”发出这个消息。如何确定信息是由“服务器”发过来的呢?
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解决方法: 因为只有服务器有私钥,所以如果只要能够确认对方有私钥,那么对方就是 “服务器”。因此通信过程可以改进为如下:

第二回合:

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户 :你好,我是服务器

客户 -> 服务器 :向我证明你就是服务器

服务器 -> 客户 :你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[私钥|RSA]

//{} 表示加密后的内容,[ | ]表示用什么密钥和算法进行加密,这里表示 RSA 私钥加密

为了向“客户”证明自己是“服务器”, “服务器”把一个字符串用自己的私钥加密,把明文和加密后的密文一起发给“客户”。对于这里的例子来说,就是把字符串 “你好,我是服务器”和这个字符串用私钥加密后的内容 {你好,我是服务器}[私钥|RSA] 一起发给客户。

“客户”收到信息后,她用自己持有的公钥解密密文,和明文进行对比,如果一致,说明信息的确是由服务器发过来的。也就是说“客户”把 {你好,我是服务器}[私钥|RSA] 这个内容用公钥进行解密,然后和 “你好,我是服务器” 对比。因为用“服务器”用私钥加密后的内容,由并且只能由公钥进行解密,私钥只有“服务器” 持有,所以如果解密出来的内容是能够对得上的,那说明信息一定是从 “服务器” 发过来的。

假设“黑客”想冒充“服务器”:

黑客 -> 客户:你好,我是服务器

客户 -> 黑客:向我证明你就是服务器

黑客 -> 客户:你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[???|RSA]    //这里黑客无法冒充,因为他不知道私钥,无法用私钥加密某个字符串后发送给客户去验证。

客户 -> 黑客:????

由于“黑客”没有“服务器”的私钥,因此它发送过去的内容,“客户”是无法通过服务器的公钥解密的,因此可以认定对方是个冒牌货!中断通信。

到第二回合结束,“客户” 就可以确认 “服务器” 的身份了,可以放心和“服务器”进行通信,同理,如果客户端需要验证也是一样的道理。
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但是这里有一个问题,通信的内容在网络上还是无法保密。为什么无法保密呢?通信过程不是可以用公钥、私钥加密吗?其实用RSA的私钥和公钥是不行的,我们来具体分析下过程,看下面的演示:

第三回合:

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户:你好,我是服务器

客户 -> 服务器:向我证明你就是服务器

服务器 -> 客户:你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[私钥|RSA]

//开始通信
客户 -> 服务器 :{我的帐号是aaa,密码是123,把我的余额的信息发给我看看}[公钥|RSA]

服务器 -> 客户:{你的余额是100元}[私钥|RSA]

注意上面的的信息 {你的余额是100元}[私钥],这个是 “服务器” 用私钥加密后的内容,但是我们之前说了,公钥是发布出去的,因此所有的人都知道公钥,所以除了 “客户”,其它的人也可以用公钥对 {你的余额是100元}[私钥]进行解密。所以如果 “服务器” 用私钥加密发给“客户”,这个信息是无法保密的,因为只要有公钥就可以解密这内容。然而“服务器”也不能用公钥对发送的内容进行加密,因为“客户”没有私钥,“客户”也解密不了。
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这样问题就又来了,那又如何解决呢?在实际的应用过程,一般是通过引入对称加密来解决这个问题,看下面的演示:

第四回合:

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户:你好,我是服务器

客户 -> 服务器:向我证明你就是服务器

服务器 -> 客户 :你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[私钥|RSA]

客户 -> 服务器:{我们后面的通信过程,用对称加密来进行,这里是对称加密算法和密钥}[公钥|RSA]    //蓝色字体的部分是对称加密的算法和密钥的具体内容,客户把它们发送给服务器。

服务器 -> 客户:{OK,收到!}[密钥|对称加密算法]

客户 -> 服务器:{我的帐号是aaa,密码是123,把我的余额的信息发给我看看}[密钥|对称加密算法]

服务器 -> 客户:{你的余额是100元}[密钥|对称加密算法]


在上面的通信过程中,“客户”在确认了“服务器”的身份后,“客户”自己选择一个对称加密算法和一个密钥,把这个对称加密算法和密钥一起用公钥加密后发送给“服务器”。

注意:由于对称加密算法和密钥是用公钥加密的,就算这个加密后的内容被“黑客”截获了,由于没有私钥,“黑客”也无从知道对称加密算法和密钥的内容。

由于是用公钥加密的,只有私钥能够解密,这样就可以保证只有服务器可以知道对称加密算法和密钥,而其它人不可能知道(这个对称加密算法和密钥是“客户”自己选择的,所以“客户”自己当然知道如何解密加密)。这样“服务器”和“客户”就可以用对称加密算法和密钥来加密通信的内容了。

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中场休息

我们总结一下,RSA加密算法在这个通信过程中所起到的作用主要有两个:

加密

因为私钥只有“服务器”拥有,因此“客户”可以通过判断对方是否有私钥来判断对方是否是“服务器“

签名

客户端通过RSA的掩护,安全的和服务器商量好一个对称加密算法和密钥来保证后面通信过程内容的安全  
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到这里,“客户”就可以确认“服务器”的身份,并且双方的通信内容可以进行加密,其他人就算截获了通信内容,也无法解密。的确,好像通信的过程是比较安全了。

但是这里还留有一个问题,在最开始我们就说过,“服务器”要对外发布公钥,那“服务器”如何把公钥发送给“客户”呢?

我们第一反应可能会想到以下的两个方法:

a)把公钥放到互联网的某个地方的一个下载地址,事先给“客户”去下载。

b)每次和“客户”开始通信时,“服务器”把公钥发给“客户”。
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但是这个两个方法都有一定的问题,

对于a)方法,“客户”无法确定这个下载地址是不是“服务器”发布的,你凭什么就相信这个地址下载的东西就是“服务器”发布的而不是别人伪造的呢,万一下载到一个假的怎么办?另外要所有的“客户”都在通信前事先去下载公钥也很不现实。

对于b)方法,也有问题,因为任何人都可以自己生成一对公钥和私钥,他只要向“客户”发送他自己的私钥就可以冒充“服务器”了。示意如下:

“客户”->“黑客”:你好                           //黑客截获“客户”发给“服务器”的消息

“黑客”->“客户”:你好,我是服务器,这个是我的公钥    //黑客自己生成一对公钥和私钥,把公钥发给“客户”,自己保留私钥

“客户”->“黑客”:向我证明你就是服务器

“黑客”->“客户”:你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[黑客自己的私钥|RSA]      //客户收到“黑客”用私钥加密的信息后,是可以用“黑客”发给自己的公钥解密的,从而会误认为“黑客”是“服务器”
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因此“黑客”只需要自己生成一对公钥和私钥,然后把公钥发送给“客户”,自己保留私钥,这样由于“客户”可以用黑客的公钥解密黑客的私钥加密的内容,“客户”就会相信“黑客”是“服务器”,从而导致了安全问题。

这里问题的根源就在于,大家都可以生成公钥、私钥对,无法确认公钥对到底是谁的。

如果能够确定公钥到底是谁的,就不会有这个问题了。例如,如果收到“黑客”冒充“服务器”发过来的公钥,经过某种检查,如果能够发现这个公钥不是“服务器”的就好了。

数字证书

为了解决这个问题,数字证书出现了,它可以解决我们上面的问题。先大概看下什么是数字证书,一个证书包含下面的具体内容:

  • 版本号、序列号(证书的唯一标识)
  • 证书的发行机构 (issuer)
  • 证书的有效期 (valid from, valid to)
  • 公钥 (public key)
  • 证书所有者名称(subject)
  • 签名所使用的算法
  • 指纹以及指纹算法

数字证书可以保证数字证书里的公钥确实是这个证书的所有者的,或者证书可以用来确认对方的身份。也就是说,我们拿到一个数字证书,我们可以判断出这个数字证书到底是谁的。现在把前面的通信过程使用数字证书修改为如下:

第五回合:

客户 -> 服务器:你好

服务器 -> 客户:你好,我是服务器,这里是我的数字证书        //这里用证书代替了公钥

客户 -> 服务器:向我证明你就是服务器

服务器 -> 客户:你好,我是服务器 {你好,我是服务器}[私钥|RSA]
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注意,上面第二次通信,“服务器”把自己的证书发给了“客户”,而不是发送公钥。“客户”可以根据证书校验这个证书到底是不是“服务器”的,也就是能校验这个证书的所有者是不是“服务器”,从而确认这个证书中的公钥的确是“服务器”的。后面的过程和以前是一样,“客户”让“服务器”证明自己的身份,“服务器”用私钥加密一段内容连同明文一起发给“客户”,“客户”把加密内容用数字证书中的公钥解密后和明文对比,如果一致,那么对方就确实是“服务器”,然后双方协商一个对称加密来保证通信过程的安全。到这里,整个过程就完整了,我们回顾一下:

完整过程

step1: “客户”向服务端发送一个通信请求

客户 -> 服务器:你好

step2: “服务器”向客户发送自己的数字证书。证书中有一个公钥用来加密信息,私钥由“服务器”持有

服务器 -> 客户:你好,我是服务器,这里是我的数字证书 

step3: “客户”收到“服务器”的证书后,它会去验证这个数字证书到底是不是“服务器”的,数字证书有没有什么问题,数字证书如果检查没有问题,就说明数字证书中的公钥确实是“服务器”的。检查数字证书后,“客户”会发送一个随机的字符串给“服务器”用私钥去加密,服务器把加密的结果返回给“客户”,“客户”用公钥解密这个返回结果,如果解密结果与之前生成的随机字符串一致,那说明对方确实是私钥的持有者,或者说对方确实是“服务器”。

“客户”->“服务器”:向我证明你就是服务器,这是一个随机字符串     //前面的例子中为了方便解释,用的是“你好”等内容,实际情况下一般是随机生成的一个字符串。

“服务器”->“客户”:{一个随机字符串}[私钥|RSA]

step4: 验证“服务器”的身份后,“客户”生成一个对称加密算法和密钥,用于后面的通信的加密和解密。这个对称加密算法和密钥,“客户”会用公钥加密后发送给“服务器”,别人截获了也没用,因为只有“服务器”手中有可以解密的私钥。这样,后面“服务器”和“客户”就都可以用对称加密算法来加密和解密通信内容了。

“服务器”->“客户”:{OK,已经收到你发来的对称加密算法和密钥!有什么可以帮到你的?}[密钥|对称加密算法]

“客户”->“服务器”:{我的帐号是aaa,密码是123,把我的余额的信息发给我看看}[密钥|对称加密算法]

“服务器”->“客户”:{你好,你的余额是100元}[密钥|对称加密算法]

…… //继续其它的通信

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数字证书其他知识

数字证书的内容解释

◆Issuer (证书的发布机构)

指出是什么机构发布的这个证书,也就是指明这个证书是哪个公司创建的(只是创建证书,不是指证书的使用者)。对于上面的这个证书来说,比如"SecureTrust CA"这个机构。

◆Valid from , Valid to (证书的有效期)

也就是证书的有效时间,或者说证书的使用期限。 过了有效期限,证书就会作废,不能使用了。

◆Public key (公钥)

这个我们在前面介绍公钥密码体制时介绍过,公钥是用来对消息进行加密的,第2章的例子中经常用到的。这个数字证书的公钥是2048位的,它的值可以在图的中间的那个对话框中看得到,是很长的一串数字。

◆Subject (主题,证书所有者)

这个证书是发布给谁的,或者说证书的所有者,一般是某个人或者某个公司名称、机构的名称、公司网站的网址等。

◆Signature algorithm (签名所使用的算法)

就是指的这个数字证书的数字签名所使用的加密算法,这样就可以使用证书发布机构的证书里面的公钥,根据这个算法对指纹进行解密。指纹的加密结果就是数字签名。

◆Thumbprint, Thumbprint algorithm (指纹以及指纹算法)

这个是用来保证证书的完整性的,也就是说确保证书没有被修改过

其原理就是在发布证书时,发布者根据指纹算法(一个hash算法)计算整个证书的hash值(指纹)并和证书放在一起,使用者在打开证书时,自己也根据指纹算法计算一下证书的hash值(指纹),如果和刚开始的值对得上,就说明证书没有被修改过,因为证书的内容被修改后,根据证书的内容计算的出的hash值(指纹)是会变化的。 注意,这个指纹会使用"SecureTrust CA"这个证书机构的私钥用签名算法(Signature algorithm)加密后和证书放在一起。
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证书的申请到使用

我们"ABC Company"申请到这个证书后,我们把证书投入使用,我们在通信过程开始时会把证书发给对方,对方如何检查这个证书的确是合法的并且是我们"ABC Company"公司的证书呢?

首先应用程序(对方通信用的程序,例如IE、OUTLook等)读取证书中的Issuer(发布机构)为"SecureTrust CA" ,然后会在操作系统中受信任的发布机构的证书中去找"SecureTrust CA"的证书,如果找不到,那说明证书的发布机构是个水货发布机构,证书可能有问题,程序会给出一个错误信息。 

如果在系统中找到了"SecureTrust CA"的证书,那么应用程序就会从证书中取出"SecureTrust CA"的公钥,然后对我们"ABC Company"公司的证书里面的指纹和指纹算法用这个公钥进行解密,然后使用这个指纹算法计算"ABC Company"证书的指纹,将这个计算的指纹与放在证书中的指纹对比,如果一致,说明"ABC Company"的证书肯定没有被修改过并且证书是"SecureTrust CA" 发布的,证书中的公钥肯定是"ABC Company"的。对方然后就可以放心的使用这个公钥和我们"ABC Company"进行通信了。
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是否可以自己生成证书

如果数字证书只是要在公司内部使用,公司可以自己给自己生成一个证书,在公司的所有机器上把这个证书设置为操作系统信任的证书发布机构的证书(这句话仔细看清楚,有点绕口),这样以后公司发布的证书在公司内部的所有机器上就可以通过验证了(在发布证书时,把这些证书的Issuer(发布机构)设置为我们自己的证书发布机构的证书的Subject(主题)就可以了)。

但是这只限于内部应用,因为只有我们公司自己的机器上设置了信任我们自己这个所谓的证书发布机构,而其它机器上并没有事先信任我们这个证书发布机构,所以在其它机器上,我们发布的证书就无法通过安全验证。

比如 Https 的自签发,但一般都是内部使用
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其它问题

【问题1】

上面的通信过程中说到,在检查完证书后,“客户”发送一个随机的字符串给“服务器”去用私钥加密,以便判断对方是否真的持有私钥。

但是有一个问题,“黑客”也可以发送一个字符串给“服务器”去加密并且得到加密后的内容,这样对于“服务器”来说是不安全的,因为黑客可以发送一些简单的有规律的字符串给“服务器”加密,从而寻找加密的规律,有可能威胁到私钥的安全。

所以说,“服务器”随随便便用私钥去加密一个来路不明的字符串并把结果发送给对方是不安全的。
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〖解决方法〗

每次收到“客户”发来的要加密的的字符串时,“服务器”并不是真正的加密这个字符串本身,而是把这个字符串进行一个hash计算,加密这个字符串的hash值(不加密原来的字符串)后发送给“客户”,“客户”收到后解密这个hash值并自己计算字符串的hash值然后进行对比是否一致。

也就是说,“服务器”不直接加密收到的字符串,而是加密这个字符串的一个hash值,这样就避免了加密那些有规律的字符串,从而降低被破解的机率。

“客户”自己发送的字符串,因此它自己可以计算字符串的hash值,然后再把“服务器”发送过来的加密的hash值和自己计算的进行对比,同样也能确定对方是否是“服务器”。

MD5加密
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【问题2】

在双方的通信过程中,“黑客”可以截获发送的加密了的内容,虽然他无法解密这个内容,但是他可以捣乱,例如把信息原封不动的发送多次,扰乱通信过程。
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〖解决方法〗

可以给通信的内容加上一个序号或者一个随机的值,如果“客户”或者“服务器”接收到的信息中有之前出现过的序号或者随机值,那么说明有人在通信过程中重发信息内容进行捣乱,双方会立刻停止通信。

有人可能会问,如果有人一直这么捣乱怎么办?那不是无法通信了? 答案是的确是这样的,例如有人控制了你连接互联网的路由器,他的确可以针对你。但是一些重要的应用,例如军队或者政府的内部网络,它们都不使用我们平时使用的公网,因此一般人不会破坏到他们的通信。 
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【问题3】

在双方的通信过程中,“黑客”除了简单的重复发送截获的消息之外,还可以修改截获后的密文修改后再发送,因为修改的是密文,虽然不能完全控制消息解密后的内容,但是仍然会破坏解密后的密文。因此发送过程如果黑客对密文进行了修改,“客户”和“服务器”是无法判断密文是否被修改的。虽然不一定能达到目的,但是“黑客”可以一直这样碰碰运气。
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〖解决方法〗

在每次发送信息时,先对信息的内容进行一个hash计算得出一个hash值,将信息的内容和这个hash值一起加密后发送。接收方在收到后进行解密得到明文的内容和hash值,然后接收方再自己对收到信息内容做一次hash计算,与收到的hash值进行对比看是否匹配,如果匹配就说明信息在传输过程中没有被修改过。如果不匹配说明中途有人故意对加密数据进行了修改,立刻中断通话过程后做其它处理。

MD5加密
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其他安全策略

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