六、数字证书、证书链、HTTPS

数字证书

  上一篇说过，数字签名并不能防止中间人攻击，这下就要看数字证书了。

  数字证书是一个由可信的第三方发出的，用来证明公钥拥有者的信息以公钥的电子文件。

为什么要使用数字证书

  我们来总结一下前几篇的内容：

  A 想要把一个带数字签名的文件传递给 B 。于是 A生成了公钥和私钥，用私钥签署了文件（数字签名）。然后把公钥上传到一个公共服务器上。如果一切顺利，那 B去下载这个公钥，然后就可以验证签名（公钥解密），确认文件的确是 A 发出的，同时没有被篡改过。但是这里的安全漏洞是明显的，那就是 B无法确认她下载的公钥是不是真的是 A 的。这就给所谓的“中间人攻击”提供了可能。假设在 A 的文件还没有到达 B之前，黑客X发起了中间人攻击，删除 A 的文件，然后签署一个假文件发送给 B ，B收到后去公共服务上下载的公钥其实也被黑客替换过的，她用这个公钥去验证了签名，自认为文件就是 A发出的，所以被骗了。其实问题就出在公钥本身没有办法证明自己的主人是谁。   所以要避免中间人攻击，就要证明公钥属于它真正的主人，那么需要使用数字证书。

  A 签名文件之后，给 B 发送时附上自己的证书。B 收到证书之后，就可以信任证书中的公钥的确就是 A 的了。有了这个公钥，可以验证文件附带的数字签名是 A 的。数字签名没问题，就保证了文件是没有被篡改过的。至于 B 如何确认证书本身是可信的，稍后我们聊 HTTPS 的过程中再展开聊。

认证中心

  CA就是认证中心的简称。

  就像公安局发身份证一样。A向认证中心CA发送他的个人信息和公钥，然后CA把A的个人信息和公钥打包在数字证书里，然后CA也会准备好非对称密钥，CA用自己的私钥对数字证书加密生成数字签名，接着把这个数字签名也放到证书里，这就生成了A的数字证书。

  一份典型的数字证书包含如下内容。首先是发证机构 CA。第二个是所有人姓名，例如我的名字lcy。第三个是我的公钥，以及公钥的过期时间。最后一项就是 CA 的数字签名。（当然还会有其他东西，可以在mac电脑地址栏的小锁上查看证书）数字签名是 CA 发出的，也就是说 CA 用自己的信用为这个证书做担保。第二点，证书上同时带有所有人信息和公钥，数字签名保证了证书是不可篡改的，所以说，只要大家信任 CA ，就可以信任所有人和公钥之间的绑定关系。所有Root CA的公钥是内置在系统的，每台机器都会有。

  数字证书就是第三方机构发行的证书，主要作用就是证明你的公钥的确是属于你的

  要申请就要有请求，CSR（Certificate Signing Request）是证书签名请求文件，包含了你的服务器信息和公司信息。申请证书时需要将你证书的CSR文件提交给CA认证中心审核，CA中心对CSR文件进行根证书私钥签名后会生成证书公钥文件（即签发给你的证书）。

  既然有了数字证书的概念，那么接下来的通信也就必须要有数字证书了，没有数字证书的消息直接丢弃即可。

  因为CA会实名颁发信息，X想假冒A直接发送数字证书是不可能的了，那么X就只有尝试去篡改。但是篡改公钥之后因为X没有CA的私钥，无法生成CA的数字签名，所以X也没法篡改。

  数字证书就这样能防止假冒和篡改。

  但是数字证书的需要CA数字签名，而数字签名前面也说过有漏洞，万一别人黑掉了CA可怎么办啊，那样计算机内置的CA公钥变成了黑客的公钥，这样的话，黑客自己数字签名被黑客自己公钥验证，这就攻击成功了。

  其实在CA的上面，还有更高级的CA。下面我们来看看证书链。

证书链

  上级的CA会给下级的CA数字签名，做成一个证书，证书里面是下级CA的资料和下级CA的公钥。

  X如果想要攻击CA，那么需要将2个CA都攻击，一一处理掉他们的签名，用X自己的签名去替换，攻击流程和上面所说的相同，这已经很困难了。

  而在上级CA的上面还有更高级的CA给它数字签名，直到最后出现根认证中心RCA（Root CA），RCA会采取一系列的防护措施防止攻击。

  几乎没人可以黑到RCA的，RCA可以自签名，甚至不同的RCA之间会互相签名，这样整个体系就更安全了。

  这里的封装其实就是为了解决密钥分配问题。密钥封装的目的是为通信双方安全地交换对称密钥，之后采用对称密钥加密信息。

自签名证书 mac

windows

下面的文章可以作为扩展阅读，介绍了apple开发者申请证书的流程。 Apple开发者账号介绍及证书配置说明

HTTPS

  HTTPS 就是安全的 HTTP 的意思，是一套用在浏览器和服务器之间通信的协议。

  使用了 HTTPS 后，浏览器跟服务器之间所有的通信内容都是加密过的。   HTTPS=HTTP+SSL

  SSL 证书就是用在 HTTPS 条件下的数字证书，由可信的第三方 CA 来颁发。只不过验证的不是人的身份，而是服务器的身份和它的公钥之间的关系，目的是建立浏览器和服务器之间的信任。

  比如用浏览器来访问百度服务器。要建立"安全通道"，第一步是服务器要传递公钥到浏览器，但是服务器传递过来的公钥如果过程中被篡改过，那么后续的加密通信也就全无安全性可言了。

  所以百度需要先去 CA 机构申请 SSL 证书，放到自己的服务器上。这样在浏览器中输入百度的网址，百度那边会首先给浏览器发送 SSL 证书。

  注意，各个浏览器中都内置了对全球各大 CA 机构的验证机制，底层的原理就是拥有 CA 们的公钥，可以验证证书上 CA 的签名。

  如果证书没有问题，浏览器就可以断定证书中携带过来的公钥就是百度的。

  这时候浏览器会生成一个对称秘钥，发送给百度服务器。

  然后百度拥有了浏览器的加密秘钥，可以用对称加密的思路来跟浏览器通信了，这样一个双向的加密通信通道也就开通了。

  对称加密的加密效率要比非对称高，所以大量数据的传递首选对称加密。