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初识通信安全:对称加密、非对称加密、证书认证
文章目录通信劫持通信加密方法对称加密非对称加密非对称加密对称加密证书认证参考资料通信劫持通信双方客户端C和服务端S在数据交互的过程中或多或少会涉及一些敏感信息的问题而由于传输信道本身是不安全随时有可能会被黑客劫持必然会产生信息泄密的风险给双方带来财产损失见图1。由于数据在传输过程中被劫持不可避免又不能任由信息泄漏通信双方通常会对自己的数据进行加密传输这样即使流量被劫持了黑客依然无法获取数据的真实内容就避免了泄漏风险。根据加密方式的不同分为对称加密、非对称加密证书认证等通信加密方法对称加密最简单易实现的加密方式为对称加密通信双方各持有一个相同的密钥key可使用key对明文data进行加密反之又可对密文进行解密函数关系如下所示只要黑客不拿到这个key便无法解析出密文的内容E(key, data)dataEncrypted D(key, dataEncrypted)data可问题在于client和server之间要如何确定这个key有如下方法方法一、线上协商client与server之间进行明文通信确认加密key。很明显因为协商是明文的很可能就被黑客劫持并获取到key见下图。方法二、线下确认server为每个client内置一个对应的key而后client与server之间的通信就默认使用它们独有的key进行加密。很明显该方法成本太高其一一个server会有众多client与其连接因此server需内置海量的key其二每次增加/修改key的时候都需要线下人工处理效率太低成本太高。综上所述单一的对称加密方式不适用于互联网通信加密场景。非对称加密非对称加密可解决客户端向服务端传输数据的加密问题经过私钥sk加密的数据可由公钥pk解密而经由公钥pk加密的数据可由私钥sk解密函数关系类似于E(pk, data)dataEncrypted D(sk, dataEncryted)data E(sk, data)dataEncrypted D(pk, dataEncryted)data至此客户端向服务端传输数据的安全性就迎刃而解客户端首先向服务端获取公钥而后将数据加密发送给服务端由于私钥只能服务端持有黑客即使截取到了数据也无法解析。然而公钥是有经过传输信道的那就有可能被黑客劫持获取因此从服务端发往客户端的经由私钥加密的数据是可以被黑客劫持并解析的非对称加密对称加密非对称加密虽不容易被破解但相较于对称加密来说性能很差因此结合非对称加密与对称加密的优势客户端在获取到pk之后不再继续使用非对称加密的方式进行余下的通信而是临时生成一个随机的对称加密密钥key将这个key使用pk加密后并传输到服务端告知服务端后续使用对称加密的方式进行通讯由于黑客未持有sk无法解析出key的内容所以接下来CS双方的通信内容对黑客来说都不可见。证书认证中间人问题使用混合加密的方法黑客虽然不能直接获取服务端S的私钥sk并解密CS二者的交互信息但是他能扮演一个中间人将自己伪造成C的服务端S的客户端通过双重角色扮演窃取CS二者的通讯信息。如下图所示C向S请求公钥的信息被黑客截取而后黑客返回自己的公钥pk’给C同时黑客又将自己伪造成客户端访问S并获取S的公钥pk接下来的流程黑客就能直接解密CS二者的通信。为解决中间人问题我们需要引入一个权威机构CACA有自己的公钥cpk、私钥cskserver将自己的公钥pk给CA通过csk加密得到相应的数字证书licenseclient的操作系统则在出厂过程中就内置了CA的公钥cpk后续双方通信过程中server不再直接将自己的pk传送给client而是传送licenseclient通过解密license获取相应pk再进行后续的混合加密通信流程。我们再来看看数字证书是如何解决中间人问题的。当黑客截取了获取license的信息将server端证书替换为自己的证书返回给client端时client使用cpk解析发现证书不是CA签发的是非安全的因此便会提醒或阻拦此次通信。参考资料【web安全3】【硬核】HTTPS原理全解析
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