加密、签名、证书的作用及运用场景
本文主要是简单介绍了常见的加密类型、各自的运用场景、为什么需要数字签名和数字证书、HTTPS涉及到的加密流程等。这里主要从使用者的角度出发，对算法本身不做过多介绍。
对称/非对称加密均属于 可逆加密，可以通过密钥将密文还原为明文 。
有时候，我们希望明文一旦加密后，任何人（包括自己）都无法通过密文逆推回明文，不可逆加密就是为了满足这种需求。
不可逆加密主要通过 hash算法实现：即对目标数据生成一段特定长度hash值 ；无论你的数据是1KB、1MB、1GB，都是生成特定长度的一个Hash值（比如128bit）。这里大家应该能感受到一点 不可逆 的味道，加密后128bit的hash值显然无法还原出1个G甚至更大的不规则数据的， hash可以看做是原来内容的一个摘要 。
常见算法：
小明给小红写信：
经过九转十八弯后，信的内容有可能：1. 被窥视 2. 被篡改（冒充小明发送假消息） ：
小红先 生成对称加密的密钥key1 ，然后通过一个安全的渠道交予小明。
传输数据时，小明 使用key1加密 ，而小红收到后再 使用key1解密 。
这时候 中间者既看不到原来的内容，也没办法篡改 （因为没有密钥）：
【对称加密】实现简单，性能优秀 ，算法本身安全级别高。然而对 密钥的管理 却是个很头疼的问题：一旦密钥交到对方手里，对方对密钥的保管能力 我方是没办法控制 的，一旦对方泄露的话，加密就形同虚设了。
相对而言，【非对称加密】的公钥就没有这个忧虑，因为 公钥 的设计就是为了 可以公开的 ，尽管对方泄露，我方也不会有任何损失。
小红生成一对公私钥，自己持有私钥（pri_key1），将公钥（pub_key1）交予小明。
传输数据时，小明使用 公钥加密 ，小红使用 私钥解密 。
因为 中间者没有私钥，公钥加密的内容是无法获取的 。此时达到了 防窥视 的效果：
然而因为 公钥是可以公开的 ，如果 中间者知晓公钥 的话，尽管没有办法看到原来的内容，却 可以冒充小明发送假消息 ：
这时小红在想，如果小明发送消息时，能带上 只有他自己才能生成 的数据（字符串），我就能 验证是不是小明发的真实消息 了。
通常这个 能证实身份的数据（字符串） 被称之为 数字签名（Signature）
小明再生成一对公私钥 ，自己持有私钥（pri_key2），将公钥交予小红（pub_key2）。
当小明传输数据时（可能很大），除了公钥加密明文之外，还要带上签名：(1) 对明文做一个hash摘要 (2)对摘要进行私钥加密，加密结果即签名（传输内容=内容密文+签名）
小红收到后：(1) 解密签名获取hash (2)解密内容密文，对解密后的明文进行hash；如果两个hash一致，说明验签通过。
尽管中间者修改了传输内容，但因为签名无法冒认（没有私钥），小红验签失败，自然不会认可这份数据：
通常 非对称加密要做到防窥视和防篡改，需要有两对公私钥 ：对方的公钥用于内容加密，自己的私钥用于签名（让对方验证身份）。
因为HTTP协议明文通信的安全问题，引入了HTTPS：通过建立一个安全通道（连接），来保证数据传输的安全。
服务器是 没办法直接将密钥传输到浏览器的 ，因为在 安全连接建立之前，所有通信内容都是明文的 ，中间者可窥视到密钥信息。
或许这时你想到了非对称加密，因为公钥是不怕公开的：
然而在第2步， 中间者可以截取服务器公钥，并替换成了自己的公钥 ，此时加密就没意义了：
为了 防止公钥被假冒，数字证书（digital certificate ）便诞生了 。
当服务器需要告诉浏览器公钥时，并不是简单地返回公钥，而是响应 包含公钥信息在内的数字证书 。
证书主要包含以下内容：
浏览器通过 【颁发机构的公钥】进行解密验签 ，验签通过即说明证书的真实性，可以放心取 证书拥有者的公钥 了。（ 常用CA机构的公钥都已经植入到浏览器里面 ）
数字证书只做一件事： 保证 服务器响应的 公钥是真实的 。
以上保证了 [浏览器⇒服务器] 是加密的，然而 [服务器⇒浏览器] 却没有（上图第4步）；另外一个是 性能问题 ，如果所有数据都使用非对称加密的话，会消耗较多的服务器资源，通信速度也会受到较大影响。
HTTPS巧妙地结合了非对称加密和对称加密，在保证双方通信安全的前提下，尽量提升性能。
HTTPS（SSL/TLS）期望 建立安全连接后，通信均使用【对称加密】 。
建立安全连接的任务就是让 浏览器-服务器协商出本次连接使用的【对称加密的算法和密钥】 ；协商过程中会使用到【非对称加密】和数字证书。
特别注意的是：协商的密钥必须是不容易猜到（足够随机的）：
其中比较核心的是随机数r3（pre-master secret），因为之前的r1、r2都是明文传输的， 只有r3是加密传输 的。至于为什么需要三个随机数，可以参考：
以上是一个比较简单的HTTPS流程，详细的可以参考文末的引用。
参考资料：
[1] 数字证书应用综合揭秘
[2] SSL/TLS协议运行机制的概述
[3] 图解SSL/TLS协议
[4] 《图解HTTP》
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