用 HTTP 协议,看个新闻还没有问题,但是换到更加严肃的场景中,就存在很多的安全风险。例如,你要下单做一次支付,如果还是使用普通的 HTTP 协议,那你很可能会被黑客盯上。
你发送一个请求,说我要点个外卖,但是这个网络包被截获了,于是在服务器回复你之前,黑客先假装自己就是外卖网站,然后给你回复一个假的消息说:“好啊好啊,来来来,银行卡号、密码拿来。”如果这时候你真把银行卡密码发给它,那你就真的上套了。
那怎么解决这个问题呢?当然一般的思路就是加密。加密分为两种方式一种是对称加密,一种是非对称加密。
在对称加密算法中,加密和解密使用的密钥是相同的。也就是说,加密和解密使用的是同一个密钥。因此,对称加密算法要保证安全性的话,密钥要做好保密。只能让使用的人知道,不能对外公开。
在非对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的。一把是作为公开的公钥,另一把是作为谁都不能给的私钥。公钥加密的信息,只有私钥才能解密。私钥加密的信息,只有公钥才能解密。
因为对称加密算法相比非对称加密算法来说,效率要高得多,性能也好,所以交互的场景下多用对称加密。
对称加密
假设你和外卖网站约定了一个密钥,你发送请求的时候用这个密钥进行加密,外卖网站用同样的密钥进行解密。这样就算中间的黑客截获了你的请求,但是它没有密钥,还是破解不了。
这看起来很完美,但是中间有个问题,你们两个怎么来约定这个密钥呢?如果这个密钥在互联网上传输,也是很有可能让黑客截获的。黑客一旦截获这个秘钥,它可以佯作不知,静静地等着你们两个交互。这时候你们之间互通的任何消息,它都能截获并且查看,就等你把银行卡账号和密码发出来。
我们在谍战剧里面经常看到这样的场景,就是特工破译的密码会有个密码本,截获无线电台,通过密码本就能将原文破解出来。怎么把密码本给对方呢?只能通过线下传输。
比如,你和外卖网站偷偷约定时间地点,它给你一个纸条,上面写着你们两个的密钥,然后说以后就用这个密钥在互联网上定外卖了。当然你们接头的时候,也会先约定一个口号,什么“天王盖地虎”之类的,口号对上了,才能把纸条给它。但是,“天王盖地虎”同样也是对称加密密钥,同样存在如何把“天王盖地虎”约定成口号的问题。而且在谍战剧中一对一接头可能还可以,在互联网应用中,客户太多,这样是不行的。
非对称加密
所以,只要是对称加密,就会永远在这个死循环里出不来,这个时候,就需要非对称加密介入进来。
非对称加密的私钥放在外卖网站这里,不会在互联网上传输,这样就能保证这个密钥的私密性。但是,对应私钥的公钥,是可以在互联网上随意传播的,只要外卖网站把这个公钥给你,你们就可以愉快地互通了。
比如说你用公钥加密,说“我要定外卖”,黑客在中间就算截获了这个报文,因为它没有私钥也是解不开的,所以这个报文可以顺利到达外卖网站,外卖网站用私钥把这个报文解出来,然后回复,“那给我银行卡和支付密码吧”。
先别太乐观,这里还是有问题的。回复的这句话,是外卖网站拿私钥加密的,互联网上人人都可以把它打开,当然包括黑客。那外卖网站可以拿公钥加密吗?当然不能,因为它自己的私钥只有它自己知道,谁也解不开。
另外,这个过程还有一个问题,黑客也可以模拟发送“我要定外卖”这个过程的,因为它也有外卖网站的公钥。
为了解决这个问题,看来一对公钥私钥是不够的,客户端也需要有自己的公钥和私钥,并且客户端要把自己的公钥,给外卖网站。
这样,客户端给外卖网站发送的时候,用外卖网站的公钥加密。而外卖网站给客户端发送消息的时候,使用客户端的公钥。这样就算有黑客企图模拟客户端获取一些信息,或者半路截获回复信息,但是由于它没有私钥,这些信息它还是打不开。
数字证书
不对称加密也会有同样的问题,如何将不对称加密的公钥给对方呢?一种是放在一个公网的地址上,让对方下载;另一种就是在建立连接的时候,传给对方。
这两种方法有相同的问题,那就是,作为一个普通网民,你怎么鉴别别人给你的公钥是对的。会不会有人冒充外卖网站,发给你一个它的公钥。接下来,你和它所有的互通,看起来都是没有任何问题的。毕竟每个人都可以创建自己的公钥和私钥。
例如,我自己搭建了一个网站 cliu8site,可以通过这个命令先创建私钥。
openssl genrsa -out cliu8siteprivate.key 1024
然后,再根据这个私钥,创建对应的公钥。
openssl rsa -in cliu8siteprivate.key -pubout -outcliu8sitepublic.pem
这个时候就需要权威部门的介入了,就像每个人都可以打印自己的简历,说自己是谁,但是有*局盖章的,就只有户口本,这个才能证明你是你。这个由权威部门颁发的称为证书(Certificate)。
证书里面有什么呢?当然应该有公钥,这是最重要的;还有证书的所有者,就像户口本上有你的姓名和身份证号,说明这个户口本是你的;另外还有证书的发布机构和证书的有效期,这个有点像身份证上的机构是哪个区*局,有效期到多少年。
这个证书是怎么生成的呢?会不会有人假冒权威机构颁发证书呢?就像有假身份证、假户口本一样。生成证书需要发起一个证书请求,然后将这个请求发给一个权威机构去认证,这个权威机构我们称为 CA( Certificate Authority)。
证书请求可以通过这个命令生成。