非对称加密过程详解（基于RSA非对称加密算法实现）

1、非对称加密过程：

        假如现实世界中存在A和B进行通讯，为了实现在非安全的通讯通道上实现信息的保密性、完整性、可用性（即信息安全的三个性质），A和B约定使用非对称加密通道进行通讯，具体过程如下：

        说明：

        国内目前使用双证书体系，即用户同时拥有签名证书、加密证书两张证书。签名证书是用户的身份认证，是和CA协商的结果，可用于对用户A的身份验证；加密证书是用来对信息进行加密，是用户和秘钥管理系统生成。我们在这里假设都适合CA进行交互。

        ①：此过程是生成公钥私钥的过程，我们这里基于RSA算法实现，RSA算法的详细说明在后面讲解。

        ②：此过程是CA对用户的身份进行签名，目的验证A的身份。这样在A与B通讯的过程中，A可以把自己的数字签名发给B，B得到此数字签名后就可以通过CA的公钥对其进行解密并进行身份验证，具体过程在后面讲解。

        ③④同理。

        ⑤：A对要传输的信息进行加密并传输，B接受到以后进行解密的过程。

2、RSA算法：

        RSA原理：RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加***。

        算法：

        (1)选择两个不同的大素数p和q；

        (2)计算乘积n=pq和Φ(n)=(p-1)(q-1)；

        (3)选择大于1小于Φ(n)的随机整数e，使得gcd(e,Φ(n))=1；注：gcd即最大公约数。

        (4)计算d使得d*e=1mod Φ(n)；注：即d*e mod Φ(n) =1。

        (5)对每一个**k=(n,p,q,d,e)，定义加密变换为Ek(x)=xe mod n，解密变换为Dk(x)=yd mod n，这里x,y∈Zn；

        (6)p,q销毁，以{e,n}为公开**，{d,n}为私有**。

        实例：

        1. 假设p = 3、q = 11（p，q都是素数即可。），则N = pq = 33；

        2. r =Φ(n)= (p-1)(q-1) = (3-1)(11-1) = 20；

        3. 根据gcd(e,Φ(n))=1，即gcd(e,20)=1，令e=3，则，d = 7。（两个数交换一下也可以。）

　　到这里，公钥和**已经确定。公钥为(N, e) = (33, 3)，**为(N, d) = (33, 7)。

        代码实现：

        结果：这样CA就保存了用户的公钥，其他任何人想法送给此用户信息，只需查询词公钥，加密发送即可，而此用户用只有自己知道的秘钥解密。

3、签名证书：

        签名证书的用途：加入有A用户向B用户发送了信息“A love you”，B接收到之后怎么确定就是A发送的呢（因为中间人攻击中，假如C截获了A发送的信息后，改成“C love you”，B是无法确定这两个信息的发送者，因他她们都同样用B的工要加密），于是产生了签名证书技术。

        签名证书是由CA用自己的私钥对用户的信息进行加密，并把发给用户的，用户可以在发送信息的过程中附加上自己的签名证书，让接受者验证信息的来源。当接受者接受到发送者的签名证书后即可用ca的公钥解密验证发送者的身份信息。

4、信息传输：

 　　过程：

        A. Alice 准备好要传送的数字信息（明文）。

        B. Alice 对数字信息进行哈希（hash）运算，得到一个信息摘要。

        C. Alice 用自己的私钥（SK）对信息摘要进行加密得到Alice 的数字签名，并将其附在数字信息上。

        D. Alice 用Bob 的公钥（PK）对刚才随机产生的加***进行加密，将加密后的密文传送给Bob

        E. Bob 收到Alice 传送过来的密文，用自己的私钥（SK）对密文解密。

        F. Bob 用Alice 的公钥（PK）对Alice 的数字签名进行解密，得到信息摘要。

        G. Bob 用相同的hash 算法对收到的明文再进行一次hash 运算，得到一个新的信息摘要。

        H. Bob 将收到的信息摘要和新产生的信息摘要进行比较，如果一致，说明收到的信息没有被修改过。

        采用数字签名，能完成这些功能：

       （1）确认信息是由签名者发送的； 

        （2）确认信息自签名后到收到为止，未被修改过； 

       （3）签名者无法否认信息是由自己发送的。

        但是上述过程存在问题，例如有用户C窃取A的电脑信息，把B的公钥修改成了自己的公钥，A用此公钥加密信息发给B，C在中间截获这个数据就可以获取这些私密信息。怎么应对这种情况呢？签名证书就派上用场了。

         证书中心用自己的私钥，对每一个用户的、的公钥和一些相关信息一起加密，生成"数字证书"（Digital Certificate）。发送者在发送信息之前如果想核对接受者的公钥，只需用CA的公钥对B的签名证书进行解密确认即可。