1、信息安全的基础 - 机密性

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  • 明文：加密前的消息叫“明文”（plain text）
  • 密文：加密后的文本叫“密文”（cipher text）
  • 密钥：只有掌握特殊“钥匙”的人，才能对加密的文本进行解密，这里的“钥匙”就叫做”密钥”（key）

“密钥”就是一个字符串，度量单位是“位”（bit），比如，密钥长度是 128，就是 16 字节的二进制串

  • 加密：实现机密性最常用的手段是“加密”（encrypt）

按照密钥的使用方式，加密可以分为两大类：对称加密和非对称加密。

  • 解密：使用密钥还原明文的过程叫“解密”（decrypt）
  • 加密算法：加密解密的操作过程就是“加密算法”

所有的加密算法都是公开的，而算法使用的“密钥”则必须保密

2、对称加密和非对称加密

2.1 对称加密

  • 特点：只使用一个密钥，密钥必须保密，常用的有 AES算法
  • 优点：运算速度快
  • 缺点：秘钥需要信息交换的双方共享，一旦被窃取，消息会被破解，无法做到安全的密钥交换

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对称加密即使被人拦截到信息，对方不知道密钥的情况下拦截的信息只能时密文，很好的保证了信息传递的机密性。
常用的对称加密算法：

  • AES加密算法：密钥长度128、192或256，安全强度很高，性能好。

  • 加密分组模式：将明文分组加密、微信支付中使用AEAD_AES_256_GCM

    2.2 非对称加密

  • 特点：使用两个密钥：公钥和私钥，公钥可以任意分发而私钥保密，常用的有 RSA

  • 优点：黑客获取公钥无法破解密文，解决了密钥交换的问题
  • 缺点：运算速度非常慢

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当明文使用公钥加密后只能用私钥来解密，反过来，私钥加密后也只能用公钥来解密。
RSA加密算法：最著名的非对称加密算法。
对称加密和非对称加密的优缺点：
对称加密的优点是传输效率快，不过对密钥安全性要求比较高。如果你的密钥作为双方共享，黑客截取到密钥，那么消息就会被破解，无法做到安全的密钥交换。而非对称加密就不一样，非对称的加密的公钥是公开的，私钥是保密的。即使你的公钥被黑客窃取，当对方不知道你的私钥情况下也无法破解你的信息。这也说明了非对称加密会比对称加密复杂，所以，它的传输运输效率就会慢。
所以，一般都将对称加密和非对称加密一起结合使用。首先，先用非对称加密算法将对称加密的密钥发送给对方，然后，对方通过非对称加密的私钥对密文进行解密。从而，解决了，加密算法传输密钥的不安全性。后续，就使用加密算法进行数据的加密解密的传输。这一方式也大大的提高了运算效率。微信支付安全也是采用对称加密和非对称加密的方式。

3、身份认证

假设Bob有公钥和私钥，Bob将公钥分发给Pat、Doug和Suan。任何人都可以得到Bob的公钥，但是只有Boy自己保存私钥。
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当Suan想给Bob写信的时候，Suan就会使用Bob提供的公钥进行加密。而Bob收到Suan发过来的密文就会通过自己手中的私钥进行解密，然后，就可以看到明文了。
当Bob想给Suan写信的时候，Bob就会使用Suan提供的公钥对明文进行加密，当Suan收到Bob发过来的密文时，就会使用自己的私钥进行解密，从而查看明文内容。
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当Bob使用密钥加密密文的时候，所有拿着Bob公钥的人都可以进行密文的解密，所以说公钥解密其实并不是为了加密。
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当时使用私钥加密，公钥解密来说。公钥解密的作用其实就是身份认证。
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  • 公钥加密，私钥解密的作用是加密信息

  • 私钥加密，公钥解密的作用是身份认证

    4、摘要算法（Digest Algorithm）

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    摘要算法就是我们常说的散列函数、哈希函数（Hash Function），它能够把任意长度的数据“压缩”成
    固定长度、而且独一无二的“摘要”字符串，就好像是给这段数据生成了一个数字“指纹”。
    作用：保证信息的完整性
    特性：

  • 不可逆：只有算法，没有秘钥，只能加密，不能解密

  • 难题友好性：想要破解，只能暴力枚举
  • 发散性：只要对原文进行一点点改动，摘要就会发生剧烈变化
  • 抗碰撞性：原文不同，计算后的摘要也要不同

常见摘要算法：
MD5、SHA1、SHA2（SHA224、SHA256、SHA384）
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假设Bob给Pat写一封信，Bob首先通过hash算法将原文生成MessageDigest摘要，然后将这个摘要和明文一起打包发送给Pat。Pat接收到这封信的时候，首先，通过跟Bob生成摘要的方式，生成新的一份摘要。然后，将这份摘要和这封信传过来的摘要进行配对，如果一直那就说明这封信没有被篡改过。从而，说明了摘要算法保证信息的完整性，没有被篡改。
摘要算法也有弊端，当Bob给Pat写一封信的时候，这封信被黑客窃取了。黑客也通过摘要算法生成一份新的摘要，发给Pat。此时，Pat不知道这封信有没有被篡改。说明了摘要算法不具有机密性，所以需要引入密钥来确保数据的机密性。

5、数字签名

数字签名是使用私钥对摘要加密生成签名，需要由公钥将签名解密后进行验证，实现身份认证和不可否认
签名和验证签名的流程：
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假设Bob给Pat发送一封信，Bob首先通过hash算法生成摘要，然后通过私钥对生成的摘要进行加密，这个过久就叫做签名。然后，将这个签名和这封信发给Pat。Pat收到这封信的时候，首先，通过Bob给的公钥进行解密，这个解密的过程就叫做验签。然后，将这封信使用相同的hash算法生成新的摘要，然后将这份生成的摘要和验签里面的明文摘要进行配对，如果比对两者是否一致，如果是就说明这封信是Bob发送给Pat的。从而，提高了传输的机密性。也说明了这封信没有被篡改，也体现了签名的完整性。
就算黑客把这封信拦截了，并对这封信的摘要进行了修改。但是，黑客不知道Bob的公钥，所以，无法对这个新的摘要进行签名，从而确保了传输额完整性和机密性。

6、数字证书

数字证书解决“公钥的信任”问题，可以防止黑客伪造公钥。
不能直接分发公钥，公钥的分发必须使用数字证书，数字证书由CA颁发
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首先数字签名会存在公钥的信任问题，假设Doug伪造Bob的公钥给Pat，Doug发送一封信给Pat，使用自己的私钥对这封信进行加密，此时Pat收到这封信以为是Bob发送的，所以使用Doug伪造的公钥进行解密。Pat到死也不知道自己是跟黑客发送消息。
这就好像你以为是跟微信平台发送消息，结果跟背后发送消息的是黑客。所以判断公钥的真假需要用到数字证书。
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数字证书信息的详细内容
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首先，假设Bob要给Pat发送消息。前提是Bob要先生成数字证书与这封信一起发送给Pat。
生成数字证书的流程：
首先将数字证书通过函数算法生成摘要，这个过程叫做指纹，保证证书的完整性。然后通过证书里面的CA签名算法对摘要指纹进行签名。然后将这份签名和数字证书信息一起打包，生成数字证书给Bob。

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此时Bob已经拿到数字证书，Bob再将发送的这封信进行hash算法生成摘要，然后再通过Bob的私钥对这份摘要进行签名。将这封信和生成的签名和数字证书一起发送给Pat。Pat收到这封信之后，取出里面的数字证书，然后，通过数字证书里面hash算法生成证书的摘要，然后将证书里面的CA签名算法对证书里面的签名进行验签。然后对签名里面的摘要和hash算法生成的证书摘要进行比对，如果一致，那就说明了证书的完整性和机密性，该证书没有被篡改。最后，对这封信进行验签，首先，通过hash算法生成这封信的摘要，然后，通过证书里面的Bob的公钥对这封信的签名进行验签，然后获取这封信的验签摘要与生成封信摘要进行配对，如果一致，那就说明这封信没有被修改，确保了这封信的完整性和机密性。

7、https协中的数字证书：

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8、微信API V3证书

商户证书：
商户API证书是指由商户申请的，包含商户的商户号、公司名称、公钥信息的证书。
商户证书在商户后台申请：https://pay.weixin.qq.com/index.php/core/cert/api_cert#/
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平台证书（微信支付平台）：
微信支付平台证书是指由微信支付 负责申请的，包含微信支付平台标识、公钥信息的证书。商户可以使
用平台证书中的公钥进行验签。
平台证书的获取：https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/apiv3/wechatpay/wechatpay3_0.shtml
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平台证书的下载方式：
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9、API密钥和APIv3密钥

都是对称加密需要使用的加密和解密密钥，一定要保管好，不能泄露。
API密钥对应V2版本的API
APIv3密钥对应V3版本的API