本文據圖解釋一下如何通過公鑰私鑰實現郵件的加密、解密以及數字簽名，從而保證郵件的安全發送和接收。
上圖先：
做事之前最好先搞搞清楚我們要做什么。本文要講的是如何保證郵件（或者消息、check，隨便怎么稱呼吧）在網絡傳輸中的安全。具體的說，就是要保證郵件只能由指定的那個接收者（recipient）讀到，並且只能由指定的發送者（sender）發送。這樣就算是實現了從發送至（sender）到接收者（recipient）的信息安全。
那我們先從問題1“保證郵件只能由指定的那個接收者讀到”這個問題開始。
從宏觀上說，只能由指定的recipient讀到，就是說這個recipient有別人都沒有的東西才行。這個recipient獨有的東西，就是他的私鑰（private key）。私鑰就是一個字符串，只有recipient知道這個字符串是什么，與其對應的還有公鑰（public key），公鑰是所有人（發送者和想非法獲取郵件內容的人）都可以知道的。recipient自己制作出私鑰自己保留，自己制作出公鑰發布到網上。公鑰可以對郵件進行加密，但不能解密；私鑰可以對郵件進行解密，但不能加密（這叫非對稱加密asymmetric encryption）。於是發送者（sender）用公鑰將郵件加密，然后發送給接收者（recipient）。接收者收到加密的郵件，直接看的話就是一堆亂碼，然后他用私鑰解密，就讀到了郵件原文內容。
現在，有個壞人想讀郵件內容，就算他黑到了從網上傳送的郵件，也是加密了的，沒有私鑰他無法解密，也就讀不到郵件原文了。（這里我們要相信加密解密的算法，這是基礎。否則什么安全都無法實現了）
到此，圖示應該是這樣的：
我要是那個壞蛋，我就想，如果我讀不到原文，我也不讓那個真正的接收者（recipient）讀到，我把加密的郵件改了（公鑰人人都可以拿到），或者重新寫一個郵件，加密一下，冒充發件人（sender）發給你，讓你也受點罪。
所以我們就需要保證能夠確認發送者（sender），或者說，只能由那個發送者發送這個郵件，如果有其他人中途修改了郵件，我們可以識別出來。這就是問題2。
再次從宏觀上看，這里是要求發送者（sender）有某種別人都沒有的東西。這個就是發送者的私鑰（private key）！沒錯思路是和上面一樣的！
發送者（sender）對即將發送的郵件計算一個hash值（可以認為是一個字符串，這是常用的方法），然后用自己的私鑰（private key）對hash值加密，然后將郵件和加密了的hash值一起用接收者的公鑰（public key）加密，通過internet發送給接收者（recipient）。接收者（recipient）收到加密的郵件，用自己的私鑰（private key）解密，得到郵件原文和加密的hash值，用發送者的公鑰對hash解密，得到原始的hash值，最后自己對郵件原文進行hash計算，如果得到的結果和之前收到的hash值解密后的內容相同，就說明這是未被壞人改動過的郵件。
這個過程中，發送者的私鑰（private key）用於加密，公鑰（public key）用於解密，和之前接收者的公鑰、私鑰用法是正好相反的，但是兩種使用都是非對稱的加密解密。
到此，圖示應該是這樣的：
如果某壞蛋修改了Content sending中的內容，那么接收者（recipient）解密出來的hash值與自己計算出來的hash值是絕對不一樣的。（兩者一樣的概率比中500萬小的多了）
至此我們的加密解密工作就算完成了。但是，在實際應用中還有一個變化：非對稱加密（asymmetric encryption）是一種比較慢的計算方法，如果郵件內容很多，就不太實用了。於是為了加快速度，就結合了對稱加密（symmetric encryption）方法。對稱密鑰就是說，這個密鑰既可以用來加密，也可以用來解密。這個和防盜門的鑰匙是一樣的，既可以鎖門，也可以開門。我稱之為家用防盜門式的加密解密方法。
現在我們引入一個對稱密匙，實現對要在不安全的internet上傳輸的郵件的加密解密。對稱密鑰必須讓發送者和接收者都有才行，同時，為了保證安全，必須只讓接收者和發送者知道對稱密鑰。那么就得每次發郵件都使用一個一次性的密鑰，並且對這個密鑰也進行加密（不要暈哦）。所以之前用於對郵件內容加密的接收者（recipient）的公鑰，就改為對這個對稱密鑰進行加密。因為密鑰都是很短的一個字符串，所以計算的慢點也不礙事了，因為要計算的東西少了嘛。
現在就成了下圖所示的情況。
這就是本文最初給出的圖示的推演過程啦。
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