一、安全概述
1、安全要解决什么问题
在典型场景中，安全主要用于解决4类需求：保密、鉴别/认证、完整性、不可否认性
2、日常中的密码术
字母加密、藏头诗、倒写文（任何规则都可以定义密码术）
为什么不自己发明和使用新的密码术（不公开的密码术安全性未知，安全未受验证；不知是否留有后门）
所以好的密码术：算法公开秘钥保密。（算法与秘钥的分离）
二、对称加密概述
1、典型的加密模型
密钥：分为加密密钥和解密秘钥。
明文：没有加密能直接代表原文含义的信息。
密文：加密处理后，隐藏原文含义的信息。
加密：将明文转换成密文的过程。
解密：将密文转换成明文的过程。
加密1.png
2、对称秘钥算法
1、对称的含义
加密端和解密段使用的同一个密钥。
2、置换加密，转置加密和乘积密码
置换加密：顺序不变，对于原始字符变换。每一组字母用另外一组字母替换。
转置加密：原始字符不变，顺序变换
乘积密码：置换和转置迭代
3、DES（Data Encryption Standard 数据加密标准）
一种乘积密码，取8个字节64位为一个基本加密单元，经过19道工序（乘积密码反复迭代），密钥是7个字节共56位。后来改为三重DES（做三次转换加强强度）
4、AES（Advanced Encryption Standard 高级加密标准）
本质内部还是乘积密码，取128位为一个基本加密单元，密钥可用128位、192位、256位。
5、应用场景
发送邮件加密、视频文档加密。
6、有什么问题
密钥如何保密、密钥如何交换------非对称加密
三、非对称加密概述
1、非对称加密模型
加密2.png
加密密钥≠解密秘钥
2、公钥和私钥
加密密钥K称为公钥，解密秘钥K'称为私钥 。
两者都是解密方生产的。
加密密钥是公开的，解密秘钥需要解密方保管。
非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是：甲方生成一对密钥并将公钥公开，需要向甲方发送信息的其他角色(乙方)使用该密钥(甲方的公钥)对机密信息进行加密后再发送给甲方；甲方再用自己私钥对加密后的信息进行解密。甲方想要回复乙方时正好相反，使用乙方的公钥对数据进行加密，同理，乙方使用自己的私钥来进行解密。
3、公钥算法的理论基石
建立在分解大数的困难度、和以大素数为模来计算离散对数的困难度（非常困难）
4、RSA算法
由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的；
建立在分解大数的困难度
公钥/私钥长度至少1024bit。
四、密钥交换概述
1、对称加密的优缺点
高效。
密钥交换问题。
不如RSA加密安全度高，但是当选择256bit的AES仍然能胜任大多数安全领域。
2、公钥密码算法的优缺点
安全性足够高。
没有密钥交换问题。
效率低，对于大数据加密很慢。
3、实际的保密会话应用场景
基于高效的对称加密算法对会话进行加密
会话密钥实时产生且周期变化
基于其他足够安全的方式进行会话密钥的传输和交换
4、利用公钥密码来交换会话密钥
实时随机的会话密钥产生
使用对端的公钥对产生的会话密钥加密并传输给对端
对端使用私钥解密获取会话密钥
双方开始基于共享的会话密钥进行对称加密的保密会话通信
5、其他的密钥交换方式
Diffie-Hellman 密钥交换协议：
基于以大素数为模计算离散对数的困难度。
双方各自选定Key，然后以一定算法变换（使得Key不以明文传输）后传输给对方。
双方利用对方交换来的数据和自己选定的Key做变换，获得一个一致的结果，作为会话密钥。
五、消息摘要概述
1、HASH与散列函数的定义与特点
HASH翻译成散列或者哈希：变长的输入变换成定长的输出
常见的HASH算法：MD5（128bit），SHA1（160bit）
特点：
易变性：原始信息发生1bit变化，输出将会有不可预知的巨大变化
不可逆：通过结果构造出满足的输入时不可能或者极其困难的
2、消息摘要和数字指纹
通常把HASH或者散列的算法和函数叫做数字指纹/消息摘要。
3、HASH的应用场景：
文件下载时的MD5
消息传送时尾部额外传MD
恶劣环境传输的完整性和未受损坏
HTTP的Basic和Digest认证
手机登录密码和隐藏MMI的设计
...
防篡改、防损坏、认证和鉴别
6、HMAC（基于HASH的消息认证）
存在问题：
篡改内容同时篡改数字指纹。
直接对密码做HASH传输的认证的问题（重放攻击）
HMAC如何解决的：
使用Key对原始消息变换后再进行HASH
六、电子签名概述
1、签名要解决什么问题
内容完整性的保护
签名人的不可否认性
2、公钥密码术的两面性
电子签名场景：使用私钥加密，对端可以用公钥解密（并非所有公钥密码术都支持，RSA支持）
加密3.png
3、HASH+公钥密码术：成就电子签名
RSA效率低，不适合直接对原始数据进行签名。
利用HASH先完成消息摘要和完整性鉴别的作用。
而后对简单的消息摘要进行基于公钥密码的签名。
签名一般附着于原始消息的尾部或者头部一起发送。
加密4.png
七、证书与PKI概述
1、证书作用：公钥的存储和交换
公钥作为一个字段存储于数字证书中
证书的交换和传输即可传输/交换公钥
demo：
加密5.png
2、证书作用：现代信任基石
利用签名来保护数字证书本身
demo：
加密6.png
3、证书链和PKI
颁发者回溯到根证书，看是否在安全列表里
约束：Type约束、有效期、用法约束
PKI：公钥基础设施，一个典型的PKI系统包括PKI策略、软硬件系统、证书机构CA、注册机构RA、证书发布系统和PKI应用等。
4、基于证书的认证
基于可信任证书的的认证方式被广泛应用在现代安全领域，比如WIFI，HTPS
在HTTPS中，典型的Client对Server的认证和鉴别基于可信任列表
网友评论