公钥，私钥，数字签名，数字证书详解

原文（英文）：http://www.youdzone.com/signature.html

本文（中文，已翻译）转载于：http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html

1.



鲍勃有两把钥匙，一把是公钥，另一把是私钥。

2.



鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

3.



苏珊要给鲍勃写一封保密的信。她写完后用鲍勃的公钥加密，就可以达到保密的效果。

4.



鲍勃收信后，用私钥解密，就看到了信件内容。这里要强调的是，只要鲍勃的私钥不泄露，这封信就是安全的，即使落在别人手里，也无法解密。

5.



鲍勃给苏珊回信，决定采用"数字签名"。他写完后先用Hash函数，生成信件的摘要（digest）。

6.



然后，鲍勃使用私钥，对这个摘要加密，生成"数字签名"（signature）。

7.



鲍勃将这个签名，附在信件下面，一起发给苏珊。

8.



苏珊收信后，取下数字签名，用鲍勃的公钥解密，得到信件的摘要。由此证明，这封信确实是鲍勃发出的。

9.



苏珊再对信件本身使用Hash函数，将得到的结果，与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致，就证明这封信未被修改过。

10.



复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊，他偷偷使用了苏珊的电脑，用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。此时，苏珊实际拥有的是道格的公钥，但是还以为这是鲍勃的公钥。因此，道格就可以冒充鲍勃，用自己的私钥做成"数字签名"，写信给苏珊，让苏珊用假的鲍勃公钥进行解密。

11.



后来，苏珊感觉不对劲，发现自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法，要求鲍勃去找"证书中心"（certificate authority，简称CA），为公钥做认证。证书中心用自己的私钥，对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密，生成"数字证书"（Digital Certificate）。

12.



鲍勃拿到数字证书以后，就可以放心了。以后再给苏珊写信，只要在签名的同时，再附上数字证书就行了。

13.



苏珊收信后，用CA的公钥解开数字证书，就可以拿到鲍勃真实的公钥了，然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

总结：

假设A给B写一份信。

那么这封将包含如下三部分内容：

1.信本身的内容（直接可以看到，未加密）

2.A的数字签名

3.A的数字证书

其中：数字签名是由信本身的内容经过hash算法计算得到digest摘要，然后用A的私钥加密而来的。

            数字证书是A向数字证书中心（CA）申请的，是由A的个人信息，公钥等经过CA的私钥加密而来的。

然后B收到了这封信。B会想这封确定是A发过来的吗？这封信在发送过程中有被篡改，还是完整的吗？只有当B确认清楚，才能判断出信的内容是否可靠。

然后B先用CA提供的公钥解开数字证书，根据得到的内容如A的个人信息，确定是A发过来的，然后拿到了A的公钥。

接着，用A的公钥解开A的数字签名就能得到，信本身内容的摘要。然后将信的第一部分即信的本身内容经hash计算得到又一个摘要，将两个摘要比较，如果相同说明信的内容没有被篡改。