文章总结： 这篇文章详细介绍了网络安全中的三个核心概念：摘要、数字签名和数字证书。摘要算法将任意长度信息转换为固定长度的哈希值，用于验证信息完整性。数字签名通过私钥加密摘要，确保信息来源真实且不可抵赖。数字证书则由CA机构签发，用于验证公钥的真实性，解决公钥可信度问题。文章还以HTTPS为例，展示了这些概念在实际安全通信中的应用流程，包括服务器认证、会话密钥协商和加密通讯三个阶段。
综合评分： 88
文章分类： 网络安全,数据安全,应用安全,安全建设,技术标准
区别：摘要、数字签名、数字证书
谈思实验室
2025年12月22日 15:30
上海
标题已修改
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01
摘要
一段信息，经过摘要算法得到一串哈希值，就是摘要(dijest)。
信息是任意长度，而摘要是定长。
摘要算法有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等，算法把无限的映射成有限，因此可能会有碰撞（两个不同的信息，算出的摘要相同）
摘要不同于加密算法，因为不存在解密，只不过从摘要反推原信息很难（可以认为能加密但无法解密还原，但可以用于比对）。类比到人的话：时间一直向前走 ，我没有办法从现在的你身上反观到你过去的样子，也没法从现在的他身上反观到他过去的样子……但你们现在的样子依然有作用，那就是在于“是否相同”：我可以通过比对现在的你和现在的他是否相同，来判断过去的你和他是否相同，而无需知道过去的你和过去的他具体是什么样子。
摘要相同，信息一定相同。如果两张图片的md5相同，说明图片完全一样，不需要重复爬取。
利用这个特点，摘要还可以用于应用在网站后台数据库中，用于比对用户的输入密码和预设密码是否相同。这里都无需关心密码本身是什么，关注的是密码是否相同，而密码是否相同取决于摘要是否相同，所以问题转化成了摘要是否相同。将用户密码的摘要而不是密码本身保存在数据库中，因为反推很难，所以真实密码是保密的……非要暴露的话，也是通过比对而不是反推。
02
非对称加密算法
算法重要的概念是公钥和私匙。
先有私钥，再用函数生成公钥。公钥包含了私钥的信息，但也掺杂了其他随机变量，因此不能反推。
私匙不要泄露，公钥要告诉和你通信的对方。公钥加密，只有对应私钥能解开（保密）；私钥加密，只有对应公钥能解开（不可抵赖）。
具体有两种情形：
（1）对方用你的公钥加密信息，你收到后用私钥解开。
只有你有私钥，所以只有你能解开，换句话说，有私钥才能看到信息，很安全。
（2）你拿私钥加密信息，对方收到后用你的公钥解开。
公钥是公开的，所以其他人也可以看到你的信息，不保密。
私钥加密，只有对应公钥能解开。既然用你的公钥能解开，说明加密一定是你的私钥。私钥只有你有，所以一定是你发送的，你不可抵赖。
03
数字签名
摘要经过加密，就得到数字签名
数字签名在发送方，分两步：（1）从内容算摘要（哈希算法）（2）从摘要明文到摘要密文，也称数字签名（发送方私钥+加密算法）
数字签名验证在接收方，分两步：（1）从摘要密文（数字签名）到摘要明文（发送方公钥+解密算法）（2）从收到的内容当场计算摘要（哈希算法），与（1）的结果比对是否一致
如果一致，可以说明两点：
1）内容未被篡改（摘要一致）
（2）内容只能是私钥拥方发送，不可抵赖（密文能够用对方的公钥解开）
然后单独想一下，
（1）为什么要对摘要加密后再发送？为什么不直接发摘要？摘要不可以逆向推导原文，摘要泄露了也没事……
答：摘要泄露是没事，但不怀好意的人的目的可能并不在想要窃听你发送了什么，而是想伪造发送的内容让你相信。通过同时替换摘要和内容，很简单就实现了。所以摘要需要经过加密，不怀好意的人没有私钥，无法完成加密。或者说你收到的东西只要能用公钥解密，你才认为这个东西确实是对应私钥持有者完成的。这叫做当事人不可抵赖，同时别人无法仿冒。（数字签名：不可抵赖+无法仿冒）
（2）为什么不直接对内容加密，而是先生成摘要，对摘要加密？
答：可能是内容很长吧，直接加密算半天！摘要算法可以把无限长的内容输出成长度固定的摘要，再进行加密时间就是可以预估的
04
数字证书
上面的一切都很完美，你用公钥能够解密，说明确实是私钥方发送的，你很放心……
但有没有想过，万一这把公钥本身，就被人做了手脚？？？
为了保证“公钥”是可信的，数字证书应运而生。
数字证书里有个重要概念，CA,发送方先把自己的公钥给CA，CA对其进行加密得到加密后的发送方公钥（用的是CA的私钥和CA加密算法），也就是CA的数字证书。
注意这里有两个不同的非对称算法（对应2个公钥私钥对），一个算法是发送方加密摘要的，用于生成数字签名；另一个算法是CA加密发送方公钥的，用于生成数字证书。两个算法相互独立，没有必然联系。
发送时不仅发送内容、数字签名，还包含发送方的数字证书。接收方拿到后，首先从数字证书中解密出发送方公钥（用的是CA的公钥和CA解密算法），这个公钥必然是可信的。然后就是和前面一样的流程，拿发送方公钥去解密数字证书，得到摘要；最后比对摘要是否一致。
一个问题：既然数字证书是为了保证发送方公钥不是别人伪造的，那怎么保证“CA”的公钥不是伪造的呢？
答：CA是第三方机构，CA公钥是公开的，接收方可以跟别人比对（比如在网上查询），因此不可能伪造。但是发送方公钥，接收方是通过通信得到的，收到后无法验证。
【实例1】https
工作流程，基本分为三个阶段：
1、认证服务器。浏览器内置一个受信任的CA机构列表，并保存了这些CA机构的证书。第一阶段服务器会提供经CA机构认证颁发的服务器证书，如果签发该证书的CA，存在于浏览器的受信任CA列表中（也就是签发该证书的CA的根证书，能够与客户端中保存的CA根证书比对上），说明这个CA是可信任的，可以保证证书不假。然后，再进一步判断服务器证书中的信息与当前正在访问的网站（域名等）一致，那么浏览器就认为服务端是可信的，并从服务器证书中取得服务器公钥，用于后续流程。否则，浏览器将提示用户，根据用户的选择，决定是否继续。 客户端是否能够信任这个站点的证书，首先取决于客户端程序是否导入了证书颁发者的根证书。
2、协商会话密钥。客户端在认证完服务器，获得服务器的公钥之后，利用该公钥与服务器进行加密通信，协商出两个会话密钥，分别是用于加密客户端往服务端发送数据的客户端会话密钥，用于加密服务端往客户端发送数据的服务端会话密钥。在已有服务器公钥，可以加密通讯的前提下，还要协商两个对称密钥的原因，是因为非对称加密相对复杂度更高，在数据传输过程中，使用对称加密，可以节省计算资源。另外，会话密钥是随机生成，每次协商都会有不一样的结果，所以安全性也比较高。
3、加密通讯。此时客户端服务器双方都有了本次通讯的会话密钥，之后传输的所有Http数据，都通过会话密钥加密。这样网路上的其它用户，将很难窃取和篡改客户端和服务端之间传输的数据，从而保证了数据的私密性和完整性。
客户端是否能够信任这个站点的证书，首先取决于客户端程序是否导入了证书颁发者的根证书。
服务器找CA签发证书，以及客户端识别证书的过程（加密机找CA签证书基本也是这个流程，只不过两台加密机通信，两台都要签证书）
IE浏览器在验证证书的时候主要从下面三个方面考察，只要有任何一个不满足都将给出警告
- 证书的颁发者是否在“根受信任的证书颁发机构列表”中
- 证书是否过期
- 证书的持有者是否和访问的网站一致
这会儿我正好在装Fiddler。默认Fiddler不对https traffic加密，如果勾选，就会弹出如下对话框，大意是：Fiddler会在https流量收发双方中间，类似代理的角色，为了参与https通信，Fiddler自己也要有一个证书，然后这个证书由一个CA颁发，现在这个CA的根证书需要导入windows，用户需要让windows信任这个CA。
点击yes
之后是windows的警告：因为在往系统里加一个新的CA根证书，windows并不确定这个根证书是否是真的，所以问你（根证书责任重大，选择相信根证书意味着相信这个CA的一切操作……））
来源：知乎@田田田田
https://zhuanlan.zhihu.com/p/32754315
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